KR100736311B1 - 신규한 탄성체 합성물을 생산 및 처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

신규한 탄성체 합성물을 생산 및 처리하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100736311B1
KR100736311B1 KR1020017013215A KR20017013215A KR100736311B1 KR 100736311 B1 KR100736311 B1 KR 100736311B1 KR 1020017013215 A KR1020017013215 A KR 1020017013215A KR 20017013215 A KR20017013215 A KR 20017013215A KR 100736311 B1 KR100736311 B1 KR 100736311B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
masterbatch
zone
latex
solidification
elastomer
Prior art date
Application number
KR1020017013215A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010113805A (ko
Inventor
청빈
그린수잔더블유.
포도브닉이반제트.
시안시올로요셉
Original Assignee
캐보트 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐보트 코포레이션 filed Critical 캐보트 코포레이션
Publication of KR20010113805A publication Critical patent/KR20010113805A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100736311B1 publication Critical patent/KR100736311B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/002—Methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/02—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of crude rubber, gutta-percha, or similar substances
    • B29B15/04—Coagulating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/002—Methods
    • B29B7/007—Methods for continuous mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/465—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft each shaft comprising rotor parts of the Banbury type in addition to screw parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/60—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for feeding, e.g. end guides for the incoming material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/60—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for feeding, e.g. end guides for the incoming material
    • B29B7/603—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for feeding, e.g. end guides for the incoming material in measured doses, e.g. proportioning of several materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/726—Measuring properties of mixture, e.g. temperature or density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/728—Measuring data of the driving system, e.g. torque, speed, power, vibration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/748—Plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/7495—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants for mixing rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82—Heating or cooling
    • B29B7/823—Temperature control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82—Heating or cooling
    • B29B7/826—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90—Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/94—Liquid charges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/76—Venting, drying means; Degassing means
    • B29C48/761—Venting, drying means; Degassing means the vented material being in liquid form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

탄성체 마스터배치는 연장 처리 챔버(104) 내에서 축방향으로 지향된 다중 평행 연장 회전자(106)를 갖는 연속 혼합기(100) 내에서 처리된다. 선택에 따라서, 부가적인 재료가 예를 들어 첨가물(58, 59), 다른 탄성체 구조 등과 같은 마스터배치 내에 조합된다. 양호하게는, 그 후, 마스터배치가 개방 밀(12) 내에서 처리된다. 무니 점성의 우수한 제어가 달성된다. 소정의 양호한 실시예에서, 탄성체 합성물들은 미립자 충진제(57)와 탄성 유액(58)의 유체 스트림이 혼합 영역(50)으로부터 응고 영역(52)을 통해 반응기의 토출 단부(68)로의 연속적인 반(semi) 한정 유동에서 응고된 혼합물을 형성하는 응고 반응기(48)의 혼합 영역(14, 50)에 공급되는 새로운 연속 유동법 및 장치에 의해 생산된다. 미립자 충진제 유동이 고압 하에서 산 또는 염용액의 첨가에 대한 필요 또는 다른 응고 단계 없이 토출 단부(68) 전에 미립자 충진제를 갖는 탄성체를 대체로 완전하게 응고하도록 충분히 활기찬 탄성체 유액 유동을 비말 동반하는 제트 스트림을 형성하기에 충분하도록 혼합 영역(50)에 공급된다. 응고된 탄성체와 미립자 충진제 혼합물은 습기 레벨과 무니 점성의 제어와 처리를 위해 전술된 연속적인 혼합기(100)로 공급된다.
탄성체, 마스터배치, 처리 챔버, 입자 충진제, 혼합기

Description

신규한 탄성체 합성물을 생산 및 처리하는 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR PRODUCING AND TREATING NOVEL ELASTOMER COMPOSITES}
본 발명은 탄성체 합성물을 생산 및 처리하기 위한 새로운 방법 및 장치와, 이러한 방법 및 장치를 사용하여 생산된 신규한 탄성체 합성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 예를 들어, 천연 고무에 미세하게 확산된 카본 블랙 입자 필러의 탄성체 합성물과 이러한 마스터배치 합성물로 형성된 고무 재료 및 생산물인 탄성체에 미세하게 확산된 입자 충진제의 탄성체 마스터배치(masterbatch)를 생산 및 처리하기 위한 연속 유동 방법 및 장치에 관한 것이다.
상업적으로 중요한 많은 생산물은 다양한 합성 탄성체, 천연 고무 또는 탄성체 혼합물 중 하나로 입자 충진제가 확산된 탄성체 합성물로 형성된다. 예로써, 카본 블랙은 천연 고무 및 다른 탄성체 내에 강화제로써 널리 사용된다. 마스터배치 즉, 카본 블랙 또는 다른 충진제로 응고되고 희석제 오일과 같은 다양한 첨가물을 선택적으로 포함하는 탄성체를 통상적으로 생산한다. 카본 블랙 마스터배치는 카본 블랙의 다른 등급 즉, 단위 무게 당 표면 영역과 "구조" 모두가 다양한 카본 블랙으로 준비될 수 있다.
현재 상용 가능한 재료와 제조 기술을 사용함으로써 수행 특성의 영역이 넓 어질 수 있지만, 이 기술분야에서는 개선된 특성을 갖고 제조 기술의 비용과 복잡성이 감소된 탄성체 합성물의 개발이 오랫동안 요구되어 왔다. 특히, 예로써 매크로-확산 레벨 즉, 탄성체 내에 카본 블랙 또는 다른 충진제들의 균일한 확산은 매우 중요한 충격특성으로 공지되어 있다. 카본 블랙 또는, 천연고무 또는 [반부리 믹서(Banbury mixer)와 같은] 다른 탄성체를 갖는 다른 충진제를 밀도있게 혼합함으로써 준비된 탄성체 합성물에서는 매크로-확산을 증가시키는 데에는 보다 오랫동안 보다 밀도있는 혼합을 필요로하여 최종적으로 에너지 비용의 증가, 제조 시간의 증가 및 이와 유사한 점에서 단점을 갖는다. 소정의 표면 영역 및 구조적 특징의 카본 블랙 충진제에서는 소정의 정도를 넘는 확산이 공지된 혼합 장치 및 기술을 사용해서는 불가능하거나 상업적으로 실행될 수 없다. 또한, 이러한 연장되거나 또는 보다 밀도있는 혼합물은 그 분자량을 감소시킴으로써 천연 고무 또는 다른 탄성체를 타락시켜 소정의 적용을 위해 바람직하지 못한 최종 탄성체 혼합물을 포기한다.
건조 혼합 기술에 부가하여, 교반식 응고 탱크에 라텍스 및 카본 블랙 슬러리를 연속적으로 공급하는 것이 공지되어 있다. 이러한 "습윤" 기술은 스틸렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber; SBR)와 같은 합성 탄성체와 함께 통상적으로 사용된다. 상기 응고 탱크는 염용액 또는 약 2.5 내지 4 pH를 갖는 통상적인 수성 산 용액과 같은 응고제를 포함한다. 라텍스 및 카본 블랙 슬러리는 혼합된 뒤 습윤 크럼브(crumb)로써 인용된 (통상적으로 직경이 수 밀리미터인) 작은 비드 안으로 응고 탱크 내에 응고된다. 상기 크럼브와 산성 (또는 염기) 폐기물은 진동 쉐이커 스크린 등에 의해 통상적으로 분리된다. 크럼브는 이후 중성 또는 거의 중성인 pH가 되도록 세척되는 제2 교반식 탱크 안으로 덤핑된다. 그 뒤, 크럼브는 부가적인 진동 스크린 및 건조 단계에 놓인다. 이러한 다양한 방법이 중성 및 합성 탄성체의 응고를 위해 제안되었다. 하고피안(Hagopian) 등에게 허여되고 현재 카봇 코포레이션(Cabot Corporation)으로 양도된 미국 특허 제4,029,633호에는 탄성체 마스터배치를 준비하기 위한 연속 공정이 개시되어 있다. 카본 블랙의 수성 슬러리가 준비되고 중성 또는 합성 탄성체 라텍스와 혼합된다. 이 혼합물은 다양하게 공지된 크리밍 작용제를 선택적으로 사용하는 이른바 크리밍 작동 하에 놓이게 된다. 카본 블랙/라텍스 혼합물의 크리밍 작동 뒤에서 응고 단계가 있다. 특히, 크리밍된 카본 블랙/라텍스 혼합물은 단일 응집 스트림으로써 응고 염료액의 스트림의 코어 안으로 유입된다. 크리밍된 카본 블랙/라텍스 혼합물의 고체 스트림은 응고 전에 응고 염료의 스트림에 의해 전단되고 세분화되어 응고의 완성을 위해 적절한 반응 영역을 통과한다. 이러한 응고 단계 이후에는 상기 공정의 나머지 단계는 습윤 생산품인 "세럼(serum)"으로부터 이 크럼브를 분리하고 크럼브를 세척하고 건조하는 작업이 있다. 다소 유사한 공정이 헬러(Heller) 등에게 허여된 미국 특허 제3,048,559호에 개시되어 있다. 카본 블랙의 수성 슬러리는 중성 또는 합성 탄성체 라텍스의 스트림으로 연속적으로 혼합된다. 상기 두 개의 스트림은 격렬한 유체 난류 및 충격과 관련되어 설명된 상태에서 혼합된다. 하포피안 (Hapopian) 등에게 허여된 특허의 경우에, 카본 블랙 슬러리와 탄성체 라텍스의 조합된 스트림은 산 또는 염기 응고 용액을 첨가함으로써 실질적으로 응고된다.
탄성체 내의 응고 충진제의 양호한 확산이 양호한 품질 및 일정한 생산 성능을 달성하기 위해 중요한 것이라는 것을 소정의 시간 동안 인식했기 때문에, 고무 내의 확산 질을 평가하기 위한 절차의 개선에 많은 노력이 있었다. 개선된 방법은 예로써, 캐봇 확산 차트 및 다양한 화상 분선 절차를 포함한다. 확산 질은 달성된 혼합 상태로써 정의될 수 있다. 카본 블랙의 이상적인 확산은 카본 블랙 응축물 [또는 필렛(pellet)] 이 (배분식 혼합에 의해 달성된) 탄성체 내에서 서로로부터 균일하게 분리된 (확산식 혼합에 의해 달성된) 응축물 안으로 깨어지는 상태이고, 모든 카본 블랙의 표면은 (일반적으로 조합으로써 인용된) 고무 매트릭스에 의해 완전히 습윤된다.
가공되지 않은 중성 고무 또는 다른 적절한 탄성체 내의 카본 블랙 또는 다른 충진제의 매크로-확산은 절단면 샘플의 화상 분석을 사용하여 평가될 수 있다. 전형적으로, 임의적으로 선택된 5 내지 10 개의 광학 화상들은 화상 분석용 절단면에 의해 취해질 수 있다. 칼자국 등은 수적 필터링 기술을 사용하여 제거되는 것이 바람직하다. 따라서, 절단면 화상 분석은 중성 고무 복합물 내측에 카본 블랙 확산 질과 관련된 정보를 제공한다. 특히, 퍼센트 비확산 영역(D %)은 카본 블랙 매크로-확산 질을 표시한다. 매크로-확산 질이 떨어지기 때문에, 퍼센트 비확산 영역은 증가한다. 따라서, 확산 질은 퍼센트 비확산 영역을 감소시킴으로써 개선될 수 있다.
콘트론 일렉트로닉 게엠베하(뮌헨, 독일)에서 입수할 수 있는 IBAS 소형 모델 이미지 분석기와 같은 상용 이미지 분석기는 카본 블랙 또는 다른 충진제의 거 시 확산도를 측정하는데 이용될 수 있다. 통상적으로, 고무 산업에서 사용되는 정량적인 거시 확산도 시험에서 임계 컷-오프(cut-off) 크기는 10 미크론이다. 크기가 10 미크론보다 큰 결점은 통상적으로 시각적인 그리고 기능적인 성능에 영향을 미칠 수 있는 어떠한 석질이나 오염물뿐만 아니라 확산되지 않은 카본 블랙 또는 다른 충진제를 포함한다. 따라서, 거시 확산도를 측정하는 것은 이미지 분석 절차를 사용하여 검사된 단위 면적 당 이러한 결점의 전체 면적으로 크기가 10 미크론 이상인 표면(마이크로톰, 압출 및 절단에 의해서 생성) 상의 결점을 측정하는 것을 포함한다. 거시 확산도 D(%)는 다음 식에 의해서 계산된다.
Figure 112001026481871-pct00001
여기서, Am 은 검사된 전체 샘플 표면 면적
Ni 는 크기 Di를 갖는 결점의 수
Di 는 결점의 면적과 동일한 면적을 갖는 원의 직경(등가 원 직경)
m 은 이미지의 수
예컨대 천연 고무에 확산된 카본 블랙과 같은 개선된 거시 확산도를 갖춘 적절한 탄성체 내에 확산된 미립자 충진제의 탄성체에 대한 다양한 산업계에서의 수용이 있었다. 전술된 바와 같이, 개선된 거시 확산도는 따라서, 개선된 미적 그리고 기능적 특성을 제공한다. 개선된 거시 확산도가 제어된 무니(Mooney) 점성도, 천연 고무의 더 높은 원자 무게 및 결합된 고무의 더 많은 양으로 이루어진 천연 고무 내 카본 블랙의 새로운 복합 탄성체가 특히 바람직하다.
본 발명의 목적은 이러한 소망한 필요를 만족시키는 것이다.
제1 태양에 있어서, 입자 충진제 및 탄성체를 포함하는 대체로 응고된 마스터배치를 처리하는 방법은 신장된 처리 챔버 내에 축방향으로 배치된 다중 로터를 갖는 연속 혼합기의 공급 포트로 마스터배치를 공급하는 단계와, 제어된 로터의 작동에 의하여 연속 혼합기의 처리 챔버를 통해 마스터배치를 처리하는 단계와, 연속 혼합기의 배출 오리피스로부터 마스터배치를 배출하는 단계를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 방법은 또한, 마스터배치를 연속 혼합기의 배출 오리피스로부터 개방형 분쇄기를 통과시키는 단계 및/또는 연속 혼합기 내에서 마스터배치 내로 추가 재료를 혼합시키는 단계를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 추가 재료는 추가 충진제, 추가 탄성체, 제2 마스터배치, 오일 및 다른 추가제로부터 선택될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 연속 혼합기가 마스터배치를 건조한다. 바람직한 실시예에는 연속 혼합기가 마스터배치의 무니 점성을 제어한다.
다른 태양에 따르면, 복합 탄성체를 제조하는 연속 유동 방법은 혼합 구역으로부터 배출 단부로 연장되는 신장된 응고 구역을 형성하는 응고 반응기의 혼합 구역으로 탄성체 라텍스를 포함하며 연속적으로 유동하는 제1 유체를 공급하는 단계와, 탄성체 라텍스를 응고시키기에 효과적인 입자 충진제를 포함하며 연속적으로 유동하는 제2 유체를 탄성체 라텍스와의 연속적으로 배출 단부로 유동하는 혼합물을 형성하도록 가압 하에서 응고 반응기의 혼합 구역으로 공급하는 단계와, 응고 반응기의 배출 단부로부터 대체로 연속적으로 유동하는 복합 탄성체를 배출하는 단계와, 대체로 연속적으로 유동하는 복합 탄성체를 신장된 처리 챔버 내에서 축방향으로 배치된 다중 평행 로터를 갖는 연속 혼합기의 공급 포트로 공급하는 단계와, 복합 탄성체를 제어된 로터의 작동에 의해 연속 혼합기의 처리 챔버를 통해 처리하는 단계와, 복합 탄성체를 연속 혼합기의 배출 오리피스로부터 배출하는 단계를 포함하고, 혼합 구역 내에서의 제1 유체와 제2 유체의 혼합은 배출 단부 이전에 입자 충진제와 함께 탄성체 라텍스를 대체로 완전히 응고시키기에 충분히 효과적이다. 다른 양호한 실시예에서 방법은 또한 연속 혼합기의 배출 오리피스로부터 개방형 분쇄기를 통해 복합 탄성체를 처리하는 단계를 포함한다.
다른 태양에 따르면, 탄성체 내에 확산되어 있는 입자 필터의 복합 탄성체를 제조하는 장치는 혼합 구역과 혼합 구역으로부터 배출 단부로 연장되는 신장된 응고 구역을 형성하는 응고 반응기와, 탄성체 라텍스 유체를 혼합 구역으로 연속적으로 공급하기 위한 라텍스 공급 수단과, 혼합 구역으로부터 응고 구역의 배출 단부로 이동하는 탄성체 라텍스 유체와의 혼합물을 형성하도록 혼합 구역 내로 연속 제트로서 입자 충진제 유체를 공급하는 충진제 공급 수단과, 탄성체 라텍스와 입자 충진제의 응고된 혼합물을 수용하기 위해 응고 구역의 배출 단부에 작동식으로 연결되어 있는 공급 포트, 배출 오리피스, 신장된 처리 챔버, 처리 챔버 내에 축방향으로 배치된 복수의 로터를 갖는 연속 혼합기를 포함하고, 혼합 구역과 배출 단부 사이의 거리는 배출 단부 이전에 탄성체 라텍스를 대체로 완전하게 응고시키기에 충분하다. 임의의 양호한 실시예에서는 대체로 연속적으로 유동하는 복합 탄성체를 응고 구역의 배출 단부로부터 연속 혼합기의 공급 포트로 이송하기 위한 이송 수단을 더 포함한다.
다른 태양에 따르면, 대체로 응고된 탄성체를 포함하는 복합 탄성체는 혼합 구역으로부터 배출 단부로 연장되는 신장된 응고 구역을 형성하는 응고 반응기의 혼합 구역으로 탄성체 라텍스를 포함하여 연속적으로 유동하는 제1 유체를 공급하고, 탄성체 라텍스를 응고시키기에 효과적인 입자 충진제를 포함하여 연속적으로 유동하는 제2 유체를 탄성체 라텍스와 연속적으로 배출 단부로 유동하는 혼합물을 형성하도록 가압 하에서 응고 반응기의 혼합 구역으로 공급하고, 응고 반응기의 배출 단부로부터 대체로 연속적으로 유동하는 복합 탄성체를 배출하고, 복합 탄성체를 응고 반응기의 배출 단부로부터 신장된 처리 챔버 내에 축방향으로 배치된 다중 평행 로터를 갖는 연속 혼합기로 공급하고, 마스터배치를 제어된 로터의 작동에 의해 연속 혼합기의 처리 챔버를 통해 처리하고, 마스터배치를 연속 혼합기의 배출 오리피스로부터 배출함으로써, 입자 충진제가 확산되고, 혼합 구역 내에서의 제1 유체와 제2 유체의 혼합은 배출 단부 이전에 입자 충진제와 함께 탄성체 라텍스를 대체로 완전히 응고시키기에 충분히 효과적이다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따라, 다른 재료의 추가와 함께 전술되어진 연속하는 혼합기 내에서 마스터배치가 처리된다. 특히, 추가의 재료는 추가의 충진제, 탄성체 합성물 및 카본 블랙 또는 다른 충진제를 포함하는 추가의 탄성체, 산화방지제, 안티오조난트(antiozonants), 가소제, 처리 산(예를 들어, 액체 폴리머, 오일 등), 수지, 화염 반응지연제, 중량제 오일, 윤활제, 및 이들의 혼합물 등 의 탄성체 합성물 내에 임의의 다양하게 공지된 첨가물, 및 경화 시스템 또는 이러한 혼합물을 구비한 부가의 마스터배치일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라, 탄성체 마스터배치를 제조하기 위한 방법은 응고 반응기의 혼합 구역으로 입자 충진제 유체 및 탄성체 라텍스 유체를 동시에 공급하는 단계와, 전술한 바와 같이 탈수 압출기 및 연속 혼합기 내에 차후 처리를 수행하는 단계를 포함한다. 가장 바람직하게는, 응고 반응기, 탈수 압출기 및 연속 혼합기는 연속 유동 제조 라인 내에서 함께 작동한다. 응고 반응기의 응고 구역은 혼합 구역으로부터 연장되며, 바람직하게 입구 단부로부터 배출 단부까지 하류 방향으로 횡단면 구역에서 점진적으로 증가한다. 탄성체 라텍스는 천연 또는 합성이며, 입자 충진제 유체는 카본 블랙 또는 라텍스를 응고시키기에 또 다른 효과적인 입자 충진제를 포함한다. 입자 충진제 유체는 연속하는 고속 제트의 분사 유체로서 바람직하게 혼합 구역으로 공급되며 라텍스 유체는 저속에서 공급된다. 입자 충진제 유체의 속도, 유량 및 입자 농도는 배출 단부 앞에 입자 충진제와 탄성체 라텍스를 완전히 응고시키기 위해 라텍스 유체와 고 전단 혼합 및 응고 구역의 적어도 상류 구역 내에 혼합기의 유동 난류를 초래하기에 충분하다. 바람직한 실시예에 따라 산 또는 염분 응고제를 사용하기 않고 실제적으로 완전 응고가 달성된다. 응고 반응기는 본 명세서에 참고로 구체화된, 공동 소유의 계류중인 PCT 출원 번호 PCT/US97/05276호에서 미국 출원 번호 제08/823,411호에 상세히 기술되어져 있다. 응고 반응기로부터 마스터배치는 마스터배치로부터 대용량의 물을 제거하기 위해 탈수 압출기로부터 공급되며 응고 반응기로부터 연속하는 유동 스트림 내에 전술한 연속 혼합기의 공급 포트로 공급된다. 연속 혼합기는 탄성체 마스터배치를 건조시키며, 탄성체 마스터배치의 무니 점성의 제어를 제공한다. 임의의 바람직한 실시예에서, 연속 혼합기 작동 변수의 조작을 거쳐 마스터배치의 다른 특성 및 성능의 제어는 로터 속도, 처리율, 배출 오리피스 개구 크기, 배출 오리피스 온도 및 처리 챔버 온도 등을 포함한다. 임의의 바람직한 실시예에 따라, 마스터배치는 마스터배치의 무니 점성을 보다 제어하기 위해 개방된 분쇄기에 의해 연속 혼합기 뒤에 처리된다. 이는 응고 반응기에 의해 제조된 탄성체 마스터배치가 임의의 적용에 사용하기 위해 너무 높은 무니 점성을 가짐으로 인해 특히 바람직하다. 연속 혼합기 및 개방된 분쇄기에 의해 마스터배치의 또 다른 처리는 소정의 무니 점성 및 수분 레벨을 달성하기 위해 우수한 제품 제어를 제공하는 것으로 나타났다.
특히 바람직한 실시예에서, 전술한 탈수 압출기는 응고 반응기로부터 탈수 압출기로 마스터배치를 수행하기 위한 컨베이어 또는 도관에 의해 응고 반응기에 연결되며, 연속 혼합기는 탈수 압출기의 하류에 위치되어, 마스터 배치가 수행되고 연속 유동 공정에서 처리된다. 따라서, 연속 공정 라인은 탄성체 마스터배치의 형성 및 처리를 위해 발생되며, 생산 경제성이 보강된다. 연속 공정 라인에서 탈수 압출기 및 응고 반응기와 연속 혼합기의 사용은 연속하는 공정 라인을 차단하지 않고 마스터배치 제조 및 처리 라인의 작동 변수의 제어 및 변경을 용이하게 한다.
본 발명의 장치에 따라, 전술한 응고 반응기, 탈수 압축기, 연속 혼합기는 마스터배치 제조 및 처리 라인에서 결합된다. 임의의 바람직한 실시예에 따라, 개 방된 분쇄기는 연속 혼합기를 통과한 이후에 탄성체 마스터 배치를 냉각시키고 무니 점성을 제어하도록 제공된다.
본 발명의 장치의 또 다른 실시형태에 따라, 탄성체 라텍스를 전술한 응고 반응기의 혼합 구역으로 공급하기 위한 수단이 바람직하게 저압에서 층류 형태의 유동 상태로 제공되며, 입자 충진제 유체를 전술한 탄성체 라텍스를 수반하도록 충분한 속도 또는 운동 에너지 제트를 발생시키고 혼합 구역으로부터 하부로 유동하는 제품이 응고 반응기의 배출 단부에 이르기 이전에 응고가 달성되는 압력에서 혼합 구역에 입자 충진제 유체를 동시에 공급하기 위한 수단이 제공된다. 하기에 상세히 기술된 임의의 실시예에 따라, 탄성체 라텍스 유체를 공급하기 위한 수단 및 입자 충진제 유체를 공급하기 위한 개별 수단은 응고 구역을 한정하는 난류 부재와 일체식으로 혼합 헤드 내의 유동 채널을 포함한다. 혼합 구역은 혼합 헤드 내의 유동 채널의 접합점에서 제공될 수 있다. 임의의 바람직한 실시에에 따라, 혼합 구역은 응고 구역의 동축 연장부이다. 응고 반응기의 단면 구역 내의 점진적인 증가는 임의의 바람직한 실시예에서는 연속형이며, 다른 실시예에서는 단계형이다. 탈수 압출기 및 연속 복합 장치는 탄성체 마스터배치를 더 처리하기 위해 응고 반응기의 하류에 위치되며, 무니 점성 및 다른 물질적인 특성의 건조 및 제어를 제공하고 탄성체 마스터배치의 성능 특성을 제공한다. 임의의 바람직한 실시예에서, 개방된 분쇄기는 탄성체 마스터배치의 또 다른 처리를 제공하기 위해 콘베이어 또는 다른 도관을 거쳐 또는 직접적으로 연속하는 혼합기의 배출 오리피스에 결합될 수 있다. 탄성체 마스터 장치의 연속하는 유동 제조로 본 명세서에 기재된 장치의 부가적인 선택 사양 및 바람직한 특성은 하기에 보다 상세하게 기술되어져 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 탄성체 복합물은 전술한 장치 또는 방법의 제품으로 제공된다. 바람직한 실시에에 따라, 신규한 탄성체 복합물은 대형 산란도의 입자 충진제, 탄성체의 분자 중량, 입자 로딩 레벨, 입자 충진제의 선택 사양(예를 들어, 표면적이 예외적으로 높으며 작은 구조의 카본 블랙 충진제)을 갖도록 제공되며, 제어된 무니 점성 및/또는 다른 물질적인 특성 및 성능 특성은 미리 달성되지 않는다. 부가적으로, 주어진 무니 점성에 대한 마스터배치에 대한 분자 중량과 바운드 고무 사이에 적절한 균형이 얻어질 수 있다. 이에 관하여, 본 명세서에 기재된 방법 및 장치는 우수한 대형 확산을 달성할 수 있으며, 1.2 미만의 표면적비 DBP : CTAB 표면적비를 갖는 구조를 갖는 카본 블랙 등의 특정 충진제, 1미만의 천연 고무 등의 탄성체 등에 대해서도 탄성체의 분자 중량 및 높게 제어된 무니 점성의 강도를 최소화시킨다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라, 중간 제품은 타이어 및 타이어 성분 등의 본 명세서에 기재된 방법 또는 장치에 의해 생성된 탄성체 혼합기로 형성된 최종 제품으로 제공된다. 최종 제품의 또 다른 실시예는 이하에 나타나있다.
본 발명의 다양한 실시예의 다른 태양 및 장점은 임의의 양호한 실시예의 다음 상세한 설명에서 더 잘 이해될 것이다.
임의의 양호한 실시예의 다음 설명은 첨부된 도면을 참조할 것이다.
도1은 본 발명의 임의의 양호한 실시예에 따른 탄성체 마스터 배치를 준비하 기 위한 장치 및 방법의 개략적인 플로우 차트.
도2는 도1의 개략적인 플로우 차트와 일치하는 양호한 실시예의 부분 개략 정면도.
도3은 도1의 개략 플로우 차트와 일치하는 변경된 양호한 실시예의 부분 개략 정면도.
도4는 도3의 실시예의 혼합 헤드/응고 반응기 조립체의 부분 정단면도.
도5는 변경된 양호한 실시예를 도시한 도4의 도면에 따른 부분 정단면도.
도6은 도5의 선 6-6을 통과하는 단면도.
도7은 변경된 양호한 실시예에서 사용하기 적합한 혼합 헤드의 단면도.
도8은 단면에서 도1의 연속적 혼합기를 도시하는 도1의 마스터 배치생산 라인의 변경된 실시예의 개략적인 부분 플로우 차트.
도9는 도1의 장치 및 방법의 대안적 실시예의 개략적인 부분 플로우 차트.
첨부된 도면은 정확한 스케일이 필요 없다고 이해된다. 임의의 특징은 도면을 편리하게 또는 정확하게 축소하여 상세히 설명할 수 있다. 다음 설명에서 사용된 도면 부호는 진술되거나 문장으로부터 도면에 구성 성분을 명확히 도시하는 것에 기초를 둔다. 일반적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치는 다양한 배열에 사용될 수 있다. 본 발명에 유리한 의도된 적용에 특히 잘 알려진 요소를 고려하고 일상적 기술을 사용하는 본 발명의 장치에 대한 바람직한 생산 양, 재료 선택, 의무 사이클 등의 적절한 치수와 방위를 결정하고 당해 기술 분야의 숙련자의 능력 내에 있을 것이다. 하나의 도면에 사용된 도면 부호는 다른 도면에서 동일한 특성 또는 요소를 위해 이용될 것이다.
다음은 본 발명의 임의의 양호한 실시예의 상세한 설명이고 이하에 설명된 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.
여기에서 설명된 방법과 장치에 의하여, 습윤 탄성체 마스터배치는 습기의 제거, 무니 점성의 감소 그리고/또는 다른 물질의 합성을 위해 추진될 수 있다. 양호하게는, 마스터배치는 탄성체 라텍스의 혼합물을 포함하는 연속적 플로우 공정과 난류 레벨에서 입자 충진제 유체 및 전형적 응고제의 사용 없이 응고물을 얻기에 충분한 플로우 제어 환경에서 제조된다. 사실상, 충진제를 갖는 탄성체의 집중적 건조 저작 또는 응고물의 스트림 또는 탱크에 대한 액체 라텍스/입자 구성 성분을 노출하는 것 중의 하나에 대한 필요 없이 탄성체 크럼이 달성되는, 즉 응고된 라텍스가 달성되는, 큰 상업적 이득이 곧 인지될 수 있을 것이다. 그러므로, 일상적인 상업적 이행 비용과 사용하는 산 응고 용액의 복잡성은 피할 수 있다. 상기에서 언급한 헬러등의 특허 및 하고피안 등의 특허에서와 같이, 라텍스 및 입자의 선행 기술 포함하는 프리믹싱은 수반하는 비용 및 불필요한 처리를 갖는 보통의 응고 용액에 라텍스/입자 혼합물을 노출하지 않고 응고물을 얻을 수 있는 가능성조차 인지하지 않는다. 이러한 연속적 유동 공정에 의해 생산된 탄성체 마스터배치는 무니 점성 및 임의의 적용에 대해 너무 높은 습도를 갖는다. 이하에서 자세히 설명된, 물에 젖지 않는 침투자 및 연속적 혼합기의 사용은 분자 무게와 경계부 고무를 생략하는 동안, 탄성체 마스터배치를 건조하고 무니 점성을 제어한다.
응고 반응기의 혼합 구역에 대한 입자 충진제 유체 및 라텍스 용액의 공급비는 라텍스를 거의 갖지 않는, 높은 항복비를 얻기 위해 정교하게 측량될 수 있고 응고 반응기의 배출 단부에서 생산 클럼의 충진제가 거의 확산되지 않는다. 이론에 의한 바람직한 경계 없이, 준-단상(quasi-mono-phase)이 그곳 및/또는 응고 지역에서 하류로 형성되는 응고물을 제외한 혼합 지역에서 성립됨이 이해될 수 있다. 응고 반응기의 혼합 구역 내로 매우 빠른 공급 속도 및 속도 편차 상대 라텍스 유체 공급은 충분한 난류, 즉 완전한 혼합에 대해 입자 충진제 유체 제트의 충격 및 라텍스 유체 및 응고 속으로 입자의 분산에 의해 라텍스의 충분한 혼합 에너지 전단력을 얻을 때 중요하게 여겨진다. 높은 혼합 에너지는 우수한 확산과 제어된 생산 수송을 함께 갖는 생산 마스터배치 크럼을 산출한다. 응고는 바람직한 압출로 형성된다.
임의의 양호한 실시예는 여기서 개시된 신규한 탄성체 구성 요소를 생산하는 방법 및 장치로 아래에서 설명된다. 본 발명의 여러 가지 양호한 실시예가 다양한 다른 충진제 및 탄성체를 사용할 수 있는 동안, 본 발명의 방법 및 장치의 다음 상세한 설명의 임의의 부분은 편리하게, 자연 고무와 카본 블랙을 포함하는 마스터배치를 생산할 때 먼저 그들의 사용을 설명할 것이다. 많은 변경적 또는 추가적 탄성체, 충진제 및 다른 재료를 포함하는 탄성체 마스터배치를 생산하기 위해 아래에 설명된 작동의 원칙에 따라 여기서 설명된 방법 및 장치의 사용은 이 설명의 이득을 받는, 당해 기술 분야의 숙련자의 능력 내에 있을 것이다. 요약하면, 탄성체 마스터배치를 준비하기 위한 이러한 방법들은 카본 블랙의 슬러리 또는 다 른 주입기 및 자연 고무 라텍스 유체 또는 응고 반응기의 혼합 구역에 대한 다른 적합한 탄성체 유체를 동시에 공급함을 포함한다. 응고 구역은 양호하게는 입구 단부로부터 배출 단부까지 하류 방향으로 단면 구역에서 점차로 증가하여 혼합 구역으로부터 연장한다. 슬러리는 자연 고무 라텍스 유체가 상대적으로 저속에서 공급될 때, 충진제 유체의 고속 제트, 양호하게는 연속적 혼합 구역으로 공급된다. 고속, 유동비 및 충진제 슬러리의 입자 집중은 라텍스 유체의 높은 전단력, 응고 구역의 적어도 상류 부분 내에서 혼합의 난류를 일으키기에 충분하고 배출 단부에 앞서 탄성체 라텍스를 본질적으로 완전하게 응고시킨다. 실질적으로 완전한 응고가 양호한 실시예에 따라 산 또는 염 응고제의 사용 없이 달성될 수 있다. 합성 탄성체를 제조하기 위한 양호한 연속적인 유동 방법은 연속적이고 동시에 라텍스 유체와 혼합물 슬러리를 응괴 반응기의 혼합 구역으로 이송하고, 응괴 구역 내의 라텍스와 혼합물 슬러리의 연속적이고 절반 한정된(semi-confined) 유동을 이루는 것을 포함한다. "워엄(worms)" 또는 작은 방울 형태로 잘게 부스러진 합성 탄성체는 응괴 반응기의 혼합 구역 내로의 라텍스 및 카본 블랙 슬러리 흐름의 진행중인 이송과 함께 실질적으로 일정한 유동과 같이, 응괴 반응기의 배출 단부로부터 배출된다. 현저하게도, 플러그형 유동과 대기 또는 응괴 반응기의 배출 단부에 인접한 대기압 상태는 본 단계 또는 바로 다음의 단계와 같은 제어를 용이하게 하고 합성 탄성체 제품을 수집하는데 큰 장점이 있다. 일반 고무 라텍스 및 카본 블랙 슬러리의 응괴 반응기로의 이송률은 높은 수율을 얻기 위해 응괴 반응기의 배출 단부에서의 제품 조각의 작은 자유 라텍스 및 작은 소산되지 않은 카본 블랙과 함께 정확 하게 계측될 수 있다. 이론에 의해 바운드되지 않고, 이는 준-단상 시스템이 응괴 고체가 형성되는 구역 및/또는 응괴 구역의 하류를 제외한 혼합 구역 내에서 이루어지는 것이 이해될 것이다. 극단적으로, 카본 블랙 슬러리의 응괴 반응기 내의 혼합 구역으로의 고속 이송 속도와 일반 고무 라텍스에 대한 속도 차이는 충분한 난류, 즉 라텍스 유체 및 응고 내로의 미립자의 혼합과 소산을 통한 미립자 유체 제트의 충돌에 의해 라텍스의 충분히 큰 전단력이 얻어지는데 중요하다고 믿어진다. 높은 혼합 에너지는 에어된 제품 방출과 함께 우수한 큰 소산을 갖는 새로운 제품을 산출한다. 응괴는 제조되고 그 다음에 원하는 압출품으로 형성된다. 압출품 내의 소정 부피의 물은 그 다음에 (예컨대, 대략 80%의 물 함유량을 대략 15 내지 25%의 함유량으로 하는) 탈수 압출기에 의해 양호하게 제거되고, 탄성체 마스터배치(masterbatch)를 원하는 수준(즉, 대략 1%의 물 함유량 이하인)으로 건조시키고 무니 점성(Mooney Viscosity)을 제어하는 연속적인 합성기에 의해 처리된다. 이러한 양호한 실시예에서, 마스터배치는 그 다음에 탄성체 마스터배치의 무니 점성을 더 제어하기 위해 개방 분쇄기에 의해 처리된다.
합성 탄성체를 제조하기 위한 전술한 양호한 장치 및 기술은 여기서 설명되고 첨부 도면을 참조하여 설명되고, 탄성체 마스터배치를 제조하기 위한 연속적인 유동 방법은 예컨대, 확장하는 신장된 응괴 구역을 형성하는 응괴 반응기 내의, 양호하게는 입력 단부로부터 배출 단부로의 점진적으로 증가하는 단면적을 갖는, 예를 들어 카본 블랙의 수성 슬러리인 혼합물 슬러리와 혼합된 일반 고무 라텍스(필드 라텍스 또는 농축물)인 탄성체 라텍스의 연속적이고 절반 한정된 유동을 사용한 다. "절반 한정된" 유동이라는 용어는 매우 우수한 특징에 따른 것이다. 여기서 사용된 바와 같은 용어는 응괴 반응기 내의 혼합 라텍스 유체 및 혼합물 슬러리가 혼합 구역의 상류에서 폐쇄되거나 또는 실질적으로 폐쇄되고 응괴 반응기의 대향하는 하류 단부, 즉 응괴 반응기의 배출 단부에서 개방되는 것에 의한 유동 통로를 의미한다. 응괴 구역의 상류부의 난류 상태는 응괴 반응기의 개방된 배출 단부에서 실질적인 플러그 유동 타입과 함께 적어도 준 안정 상태로 진행 유지된다. 배출 단부는 어떤 의미에서는 적어도 일반적으로 주위의 대기 압력에서 통상적으로 탈수 압출기에 연결된 호퍼(hopper)와 같은 적합한 수집 수단 내로 단순한 중력 낙하에 의해 응괴의 배출을 허용한다. 그러므로, 절반 한정된 유동은 응괴 반응기의 적어도 일부 내에 축방향 또는 종방향으로 연장된 난류 그래디언트(gradient)를 야기한다. 이론에 의해 바운드되지 않고, 응괴 구역이 높은 난류 혼합과 배출 단부에서의 고체 제품의 실질적으로 플러그 타입의 배출 유동과 함께 응괴 반응기의 상류부에서의 응고를 허용하는데 중요하다는 것이 이해될 것이다. 혼합 구역 내로의 연속적인 제트와 같은 카본 블랙 또는 다른 혼합물 슬러리의 주입은 실질적으로 플러그 타입 유동과 응괴 반응기의 배출 단부에서의 통상 대기압 하의 탄성체 마스터배치 조각의 수집을 완화함과 동시에 진행중으로 된다. 유사하게, 혼합 구역 내로의 슬러리 노즐을 통한 슬러리의 축방향 속도와 통상적으로 응괴 구역의 상류 단부에서의 속도는 배출 단부에서보다 실질적으로 높다. 양호하게는 다음의 양호한 실시예에서 설명되는 작은 내경의 축방향 배향된 이송 튜브로부터 혼합 구역으로 들어가는 슬러리의 축방향 속도는 통상적으로 초당 수백 피트이다. 통상적인 응용에 서의 확대된 단면 영역을 갖는 응괴 반응기의 유입 단부에서의 결과 유동의 축방향 속도는 예컨대 초당 5 내지 20 피트이고 더 일반적으로는 초당 7 내지 15 피트이다. 이에 반하여 배출 단부에서, 배출된 매스터 배치 조각 제품의 축방향 속도는 통상적인 응용에서 대략 초당 1 내지 10 피트이고, 더 일반적으로는 초당 2 내지 5 피트이다. 그러므로, 전술한 절반 한정된 난류 유동은 일반 고무 또는 다른 탄성체 라텍스가 흐름 내에 또는 산, 염 또는 다른 응고 용액의 적절한 처리 없이 양호하게는 적절한 처리를 하기 위한 응괴 반응기로부터의 준 성형된 제품의 이동의 제어와 함께 카본 블랙이나 다른 혼합물의 혼합에 의해 응고되는 매우 현저한 장점을 얻는다.
또한 난류 유동이 배출 단부쪽으로 응괴 반응기를 따라 줄어드는 것에 대해 알게 될 것이다. 고체 제품의 실제 플러그 유동은 배출 단부 전에 얻어지고, 이용률 및 재료의 선택 등과 같은 계수에 종속적이다. 여기서 참조된 응괴 반응기의 배출 단부에서 또는 그 전의 실질적인 플러그 유동은 마스터배치 조각, 즉 응고된 탄성체 마스터배치의 방울 또는 "워엄"의 대부분 또는 전부로 구성된다는 것을 알게 될 것이다. 조각은 통상적으로 실질적으로 플러그가 유동하는 응괴 구역의 내측 형상에 준 성형된다. "워엄" 또는 방울의 계속 증가하는 질량은 유리하게도 어떤 의미에서는 그들이 통상적으로 또는 주로 축방향쪽 배출 단부로 이동하고 배출 단부에 인접한 응괴 구역의 단면적 내의 소정의 지점이 다음의 처리를 위해 그들이 쉽게 수집되고 제어되는 것과 같이 완전히 균일한 속도를 갖는 플러그 타입 유동을 갖는다. 그러므로, 전술한 유체 상 혼합 양상은 유리하게도 높은 수준의 제품 균 일성을 얻을 수 있는 안정 상태 또는 준 안정 상태를 얻을 수 있다.
본 명세서에 개시된 방법 및 장치의 양호한 실시예가 도1에 개략적으로 도시된다. 본 기술분야의 숙련자들은 시스템 구성 및 요소의 선택 등의 다양한 태양이 본 발명의 특정 특성의 어떤 범위에 의존하게 될 것이라는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 예컨대, 최대 시스템 작업 처리 용량 및 재료 선택의 융통성 등과 같은 인자가 시스템 부품의 크기 및 배치에 영향을 미칠 것이다. 일반적으로, 그러한 고려는 본 개시물의 이점을 지닌 기술 분야의 숙련자들의 능력 내에서 충분히 이루어질 수 있을 것이다. 도1에 도시된 시스템은 천연 고무 라텍스 또는 다른 탄성체 라텍스 유체를 저압 및 저속으로 응고 반응기의 혼합 구역으로 연속적으로 이송하기 위한 수단을 포함한다. 특히, 압력 하에서 라텍스를 공급하는 이송을 유지하기 위한 라텍스 압력 탱크(10)가 도시된다. 선택적으로, 탄성체 라텍스 유체가 이송 라인(12)을 경유하여 응고 반응기(14)의 혼합 구역으로 이송되는 것을 유지하기 위해 구성된 연동 펌프 또는 일련의 펌프들 또는 기타 다른 적절한 이송 수단을 구비한 라텍스 저장 탱크가 사용될 수 있다. 양호하게는 68.95 kPa(10 psi)g, 더욱 양호하게는 2 내지 8 psig, 전형적으로 약 5 psig 이하의 라인압에서 라텍스 유체가 혼합 구역으로 이송되도록 탱크(10) 내의 라텍스 유체는 대기 또는 질소 압력 등 하에 유지될 수 있다. 라텍스 이송 수단의 라텍스 이송 압력 및 유동 라인, 연결부 등은 라텍스 유체의 유동에서의 전단력이 이론적으로 가능하게 유지되도록 배열되야한다. 양호하게 모든 유동 라인은 예컨대 완만하며, 큰 회전 반경 및 가능한 완만하거나 확개된 선 대 선 상호 연결을 구비한다. 압력은 혼합 구역으로의 바람직한 유동 속도를 야기하도록 선택되며, 유용한 유동 속도의 일예는 3.66 m/sec 이하이다.
적합한 탄성체 유체는 천연 및 합성 탄성체 라텍스 및 라텍스 혼합물 모두를 포함한다. 물론 라텍스는 선택된 입자 충진제에 의한 응고에 적합해야 하고, 최종 고무 생산품의 의도된 목적 또는 응용에 적합해야 한다. 본 개시물의 이점을 지닌 채 본 명세서에 개시된 방법 및 정치에 사용하기에 적합한 탄성체 라텍스 또는 적합한 탄성체 라텍스의 혼합물을 선택하는 것은 본 기술 분야의 숙련자들에게 가능할 것이다. 예시의 탄성체는 고무, 1,3-부타디엔, 스티렌, 이소프렌, 이소부틸렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 아크릴로니트릴, 에틸렌 및 프로필렌 등의 중합체(즉, 균질 중합체, 공중합체, 및/또는 3량체)를 포함하지만 이것으로 제한되는 것은 아니다. 탄성체는 약 -120 ℃ 로부터 약 0 ℃ 범위의 미분 주사 열량 측정법(differential scanning calorimetry; DSC)으로 측정된 바와 같은 유리 전이점 온도(Tg)를 가질 수 있다. 예시들은 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 천연 고무 및 염화 고무와 같은 그 유도체, 폴리 부타디엔, 폴리 이소프렌, 폴리(스티렌-중-부타디엔) 및 이들의 석유 희석 유도체 등을 포함하지만 이것으로 제한되는 것은 아니다. 또한 전술된 것들의 혼합물들도 사용될 수 있다. 라텍스는 수성 담지액 내에 있게 될 수 있다. 선택적으로 상기 액체 담지체는 탄화수소 용매가 될 수 있다. 어쨋든, 탄성체 라텍스 유체는 적절한 속도, 압력 및 혼합 구역 내로의 농도로 제어된 연속 이송에 적합해야 한다. 특히 적합한 유도체 고무에는 스티렌 19 대 부타디엔 81 비율의 공중합체, 스티렌 30 대 부타디엔 70 비율의 공중합체, 스티렌 43 대 부타디엔 57 비율의 공중합체, 및 스티렌 50 대 부타디엔 50 비율의 공중합체 등과 같은 약 10 내지 70 중량%의 스티렌 및 약 90 내지 30 중량%의 부타디엔의 공중합체와, 폴리 부타디엔, 폴리 이소프렌, 폴리 클로로프렌 등과 같은 복합 디엔(dienes)의 중합체 및 공중합체와 이들과 공중합가능한, 스티렌, 메틸 스티렌, 클로로스티렌, 아크릴로니트린, 2-비닐-피리다인, 5-메틸-2-비닐피리다인, 5-에틸-2-비닐피리다인, 2-메틸-5-비닐피리다인, 알킬 대용 아크릴, 비닐 케톤, 메틸 이소프로페닐 케톤, 메틸 비닐류, 알파메틸렌 카르복실산 및 아크릴산 및 디알킬아크릴산 아미드와 같은 이들의 에스테르 및 아미드 등과 같은 단량체를 구비한 상기 복합 디엔의 공중합체들이 있다. 에틸렌의 중합체 및 프로필렌, 부텐-1 및 펜텐-1과 같은 기타 알파값이 높은 올레핀 또한 본 명세서에서 사용하기에 적합하다. 이하에 더 기재된 바와 같이, 본 발명의 고무 합성물은 탄성체 및 충진제에 추가하여, 결합제, 및 선택적으로 다양한 처리 보조제, 석유 희석제 및 안티데그라던트(antidegradent)를 함유할 수 있다.
이점에 있어서는, 본 명세서에 개시된 탄성체 복합물은 가황 복합물(VR), 열가소성 가황물(TPV), 열가소성 탄성체(TPE) 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 포함하며, TPV, TPE, 및 TPO 재료들은 성능 특성의 손실 없이 수차례 압출 및 주형될 있다는 그들의 능력으로 인해 더욱 구분된다는 사실이 이해되어야 한다.
탄성체 라텍스가 천연 고무 라텍스를 포함하는 경우, 천연 고무 라텍스는 필드 라텍스 또는 라텍스 농축물(예컨대, 증발, 원심분리, 또는 크림식으로 생성됨)은 필드 라텍스 또는 농축 라텍스를 포함할 수 있다. 천연 고무 라텍스는 물론 카 본 블랙에 의한 응고에 적합해야 한다. 라텍스는 전형적으로 수성 담지액 내에 제공된다. 선택적으로 액체 담지체는 탄화수소 용매가 될 수 있다. 어쨋든, 천연 고무 라텍스 유체는 적절한 속도, 압력 및 혼합 구역으로의 농도로 제어된 연속적인 이송에 적합해야 한다. 잘 알려진 천연 고무 라텍스의 불안정성은 비정상적으로 높은 속도 및 혼합 구역 내의 카본 블랙 슬러리의 운동 에너지의 발생에 의한 전술한 세미 콘파인드(semi-confined) 난류를 수반할 때까지 상대적으로 낮은 압력 및 시스템 전반에 걸친 낮은 전단력의 상태에 있게 됨으로써 유익하게 작용된다. 어떤 양호한 실시예에서, 예컨대, 천연 고무는 약 5 psig의 압력, 약 0.91 내지 3.66 m/sec(3 내지 12 ft/sec) 범위의 이송 속도, 더욱 양호하게는 1.22 내지 1.88 m/sec(4 내지 6 ft/sec) 범위의 이송 속도로 혼합 구역으로 이송된다. 적합한 라텍스 또는 라텍스의 혼합물을 선택하는 것은 본 개시물의 이점 및 산업분야에서 일반적으로 인정되는 선택 기준에 대한 지식이 주어진 본 기술 분야의 숙련자들의 능력 내에서 충분히 이루어 질 수 있을 것이다.
입자 충진제 유체는, 예컨대, 카본 블랙 슬러리는 이송 라인(16)을 경유하여 응고 반응기(14)의 입구 단부에서 혼합 구역으로 이송된다. 슬러리는 적합한 담지액 내의 어떤 적합한 충진제를 포함할 수 있다. 담지액의 선택은 입자 충진제의 선택 및 시스템 파라미터에 크게 의존한다. 수성 및 비수성 액체가 모두 사용될 수 있고 카본 블랙 및 어떤 다른 충진제 슬러리를 생산함에 있어서의 비용, 유용성, 및 사용의 적합성의 관점에서 볼 때 많은 실시예에서 물이 양호하게 사용된다.
탄소 분말 충진제가 사용되는 경우, 탄소 분말의 선택은 고려되는 탄성체 마 스터배치 제품의 사용에 크게 의존할 것이다. 선택적으로, 탄소 분말 충진제는 본 명세서에 개시된 원리에 따라 슬러리화되어 혼합 구역으로 이송될 수 있는 어떠한 재료도 포함할 수 있다. 다른 적절한 특정 충진제는 예컨대, 전도성 충진제, 보강 충진제, (통상 40보다 작은 L/D 종횡비를 갖는) 짧은 섬유를 포함하는 충진제, 플레이크 등을 포함한다. 그러므로, 본 명세서에 개시된 방법과 장치에 따른 탄성체 마스터배치를 제조하는 데 채용될 수 있는 예시적인 특정 충진제는 탄소 분말, 가스 실리카(fumed silica), 침전 실리카(precipitated), 피복 탄소 분말, 유기 그룹이 부착된 화학 기능성 탄소 분말, 실리콘 처리된 탄소 분말의 단독 또는 서로의 화합물이다. 적절한 화학 기능성 탄소 분말은 본 명세서에 참조로서 합체된 국제 출원 제PCT/US95/16194호(WO 9618688)에 개시된 것을 포함한다. 실리콘 처리된 탄소 분말에서, 산소 또는 실리콘의 탄화물과 같은 실리콘 함유 종(species)이 탄소 분말의 고유 부분으로서 탄소 분말 집합체의 적어도 일부분을 통해 분포된다. 종래의 탄소 분말은 탄소의 단일 상으로 각각 구성된 집합체의 형태로 존재한다. 이러한 상은 흑연 결정 및/또는 비결정 탄소의 형태로 존재할 수 있고, 통상 2가지 형태의 혼합물이다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 탄소 분말 집합체는 탄소 분말 집합체의 표면의 적어도 일부분 상에 실리카와 같은 실리콘 함유 종을 적층시킴으로써 수정될 수 있다. 그 결과는 실리콘 피복된 탄소 분말로 설명될 수 있다. 실리콘 처리된 탄소 분말과 같이 본 명세서에 설명된 재료들은 피복 또는 다른 방법으로 수정된 탄소 분말 집합체가 아닌, 실제로 상이한 종류의 집합체를 나타낸다. 실리콘 처리된 탄소 분말에서, 집합체는 2개의 상을 포함한다. 하나의 상은 계속 흑연 결정 및/또는 비결정 탄소로서 존재하는 탄소이며, 제2 상은 (다른 실리콘 함유 종이 가능한) 실리카이다. 그러므로, 실리콘 처리된 탄소 분말의 실리콘 함유 종들의 상은 집합체의 고유 부분이고, 이는 집합체의 적어도 일부분을 걸쳐 분포된다. 다중 상 집합체는 표면 상에 적층된 실리콘 함유 종들을 갖는 예비 형성되고 단일 상 탄소 분말 집합체로 구성된, 전술된 실리카 피복된 탄소 분말과는 매우 상이하다. 이러한 탄소 분말은 실리카 기능제를 탄소 분말 집합체의 표면 상에 위치시키기 위하여 표면 처리될 수 있다. 이러한 공정에서, 존재하는 집합체는 집합체의 표면의 적어도 일부분 상에 실리카(및 가능한 다른 실리콘 함유 종)가 적층 또는 피복되도록 처리된다. 예컨대, 실리케이트 나트륨 수용액이 일본 공개 특허 제63-63755호에 개시된 바와 같이 6 이상의 높은 pH에서 수성 슬러리 내의 탄소 분말 집합체의 표면 상에 비결정 실리카를 적층시키도록 사용될 수 있다. 보다 상세하게, 탄소 분말은 예컨대 약 5 중량%의 탄소 분말과 95 중량%의 물로 구성된 수성 슬러리를 얻도록 물 내에서 분산될 수 있다. 슬러리는 85 내지 95 ℃와 같이 약 70 ℃ 이상으로 가열되고, 알카리 용액으로 10 내지 11과 같이 6 이상의 pH로 조절된다. 탄소 분말 상에 적층되도록 요구되는 량의 실리카를 함유하는 실리케이트 나트륨 용액과, 실리케이트 나트륨을 중성 pH로 되게 하는 산 용액을 준비하는 별도의 과정이 이루어진다. 실리케이트 나트륨과 산 용액은 적절한 산 또는 알카리 용액으로 초기의 pH 값이 유지되는 슬러리에 방울로 첨가된다. 용액의 온도 또한 유지된다. 실리케이트 나트륨 용액의 첨가를 위해 제안된 비율은 시간당 탄소 분말의 전체량과 관련하여 약 3 중량%의 규산을 첨가하도록 방울 첨가를 조절한다. 슬러리는 첨가 중에 교반되는 중에 그리고 (30분과 같은) 수 분에서 (예를 들면, 2 내지 3초의) 수 초 동안 완료된 후에 교반되어야 한다. 대조적으로, 실리콘 처리된 탄소 분말은 휘발성 실리콘 함유 화합물이 존재하는 상태에서 탄소 분말을 제조함으로써 얻어질 수 있다. 이러한 탄소 분말은 바람직하게는 직경 수렴 구역에 후속하는 연소 구역, 제한된 직경을 갖는 이송 스톡(stock) 주입 구역 및 반응 구역을 구비한 모듈 또는 "단형(staged)" 노 탄소 분말 반응기 내에서 제조된다. 퀀치 구역은 반응 구역의 하류에 위치된다. 전형적으로, 일반적으로 물인 퀀칭 유체는 반응 구역으로부터 유동하는 새롭게 형성된 탄소 분말 입자의 기류 내부에 분무된다. 실리콘 처리된 탄소 분말의 제조에서, 상기 휘발성 실리콘 함유 화합물은 퀀치 구역의 상류 지점에서 탄소 분말 반응기 내부로 도입된다. 유용한 화합물은 탄소 분말 반응기 온도에서의 휘발성 화합물이다. 테트라에톡시 오소실리케이트 (tetraethoxy orthosilicate)(TESD)와 테트라메톡시 오소실리케이트(tetramethoxy orthosilicate)와 같은 실리케이트, 테트라클로로 시레인(tetrachlore silane)과 트리클로로 메틸시레인(trichlore methylsilane)과 같은 시레인, 및 옥타메틸싸이클로테트라실록산 (octamethylcyclotetrasiloxane) (OMTS)과 같은 휘발성 실리콘 중합체가 비제한적인 예로서 포함된다. 휘발성 화합물의 유동율은 처리된 탄소 분말 내의 실리콘의 중량%를 결정할 것이다. 처리된 탄소 분말 내의 실리콘의 중량%는 통상 약 0.1 % 내지 25 %, 바람직하게는 약 0.5 % 내지 약 10 %, 보다 바람직하게는 약 2 % 내지 약 6 %의 범위를 갖는다. 휘발성 화합물은 탄소와 분말 형성 이송 스톡과 예비 혼합될 수 있고 반응 구역 내부로 이송 스톡과 함께 도입될 수 있 다. 이와 다르게, 휘발성 화합물은 이송 스톡 주입 지점으로부터 상류 또는 하류에서 별도로 반응 구역에 도입될 수 있다.
전술된 바와 같이, 첨가제가 사용될 수 있고, 이점에 있어서 실리카 또는 탄소 분말을 결합하는 데 유용한 결합제는 실리콘 처리된 탄소 분말에 유용할 것으로 기대할 수 있다. 탄소 분말과 복수의 다른 적절한 특정 충진제는 당해 기술 분야의 숙련자들에게 공지되어 있고 상업적으로 이용 가능하다.
특정 충진제 또는 특정 충진제의 혼합물의 선택은 고려되는 탄성체 마스터배치 제품의 사용에 크게 의존할 것이다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 특정 충진제는 본 명세서에 개시된 원리에 따라 슬러리화되어 혼합 구역으로 이송될 수 있는 어떠한 재료도 포함할 수 있다. 적절한 특정 충진제는 예컨대, 전도성 충진제, 보강 충진제, (통상 40보다 작은 L/D 종횡비를 갖는) 짧은 섬유를 포함하는 충진제, 플레이크 등을 포함한다. 전술된 탄소 분말과 실리카형 충진제 이외에, 충진제는 진흙, 유리, 중합체, 아미드 섬유 등으로 형성될 수 있다. 본 명세서의 설명의 이점을 제공하는 본 발명에 개시된 장치 및 방법에 사용되는 적절한 충진제를 선택하는 것은 당해 기술 분야의 숙련자들에게는 충분히 가능하며, 탄성체 화합물에 사용되는 적절한 임의의 충진제는 본 명세서의 설명의 개시 사항을 사용하여 탄성체 화합물과 합체될 수 있을 것이다. 물론, 본 명세서에 개시된 다양한 특정 충진제의 블렌드가 사용될 수 있다.
도1과 일치하는 본 발명의 양호한 실시예들은 카본 블랙의 수성 슬러리를 포함하는 입자 충진제 유체를 특히 양호하게 구비한다. 공지된 원리에 따르면, 단위 중량당 작은 표면 영역을 갖는 카본 블랙은 단위 중량당 큰 표면 영역을 갖는 카본 블랙의 낮은 농도와 같은 응결 효과를 달성하기 위해 입자 슬러리에 더 높은 농도로 사용되어야 한다는 것이 이해될 것이다. 교반된 혼합 탱크(18)는 초기 혼합 유체를 준비하도록 물과 카본 블랙 즉, 선택적으로 입자화된 카본 블랙을 수용한다. 이런 혼합 유체는 토출 오리피스(20)를 통과해서 다이어프램 펌프등과 같은 펌프 수단(24)을 구비한 유체 라인(22)으로 통한다. 라인(28)은 흡기 포트(30)를 통해 콜로이드 분쇄기(32) 또는 다르게는 파이프 라인 그라인더 등에 혼합 유체를 통과시킨다. 카본 블랙은 출구 포트(31)와 유체 라인(33)을 통해 균질기(34)로 통하는 확산 유체를 형성하도록 수성 이송 액체 내에 확산된다. 바람직하게는 전진 캐비티 펌프 등을 포함하는 펌프 수단(36)은 라인(33) 내에 공급된다. 균질기(34)는 응결 반응 장치(14)의 혼합대에 유입되는 카본 블랙 슬러리를 형성하도록 운반 액체에 카본 블랙을 보다 미세하게 확산시킨다. 콜로이드 분쇄기(32)로부터 라인(33)과 유체 연통하는 입구 포트(37)를 갖는다. 균질기(34)는 양호하게는, 예컨데, (미국 메사추세스주 뉴튼 소재의) 마이크로플루이딕스 인터네셔널 코포레이션(Microfluidics International Corporation)으로부터 상업적으로 사용 가능한 등록 상표 마이크로플루이다이져(Microfluidizer)를 포함한다. (미국 매사추세츠주 윌밍톤 소재의) 에이피브이 호모지나이저 디비젼 오브 에이피브이 가우린 인코포레이션(APV Homogenizer Devision of APV Gaulin, Inc.) 으로부터 사용 가능한 MS18, MS45 및 MC120 모델과 같은 균질기가 또한 적합하다. 다른 적절한 균질기들이 상업적으로 사용될 수 있고 본 발명의 상세한 설명의 이점이 부여된 당해 업자들에게 명백할 것이다. 전형적으로, 상술된 시스템에 따라 준비된 물 안의 카본 블랙은 적어도 약 90%의 크기 약 30마이크론 이하인 덩어리를 갖고, 보다 양호하게는 적어도 약 90%의 크기 약 20마이크론 이하인 덩어리를 갖는다. 양호하게는, 카본 블랙은 평균 크기 5 내지 15마이크론, 즉 약 9마이크론으로 분해된다. 출구 포트(38)는 공급 라인(16)을 통해 균질기로부터 혼합대로 카본 블랙 슬러리를 통과시킨다. 슬러리는 균질기 단계에서 10000psi 내지 15000psi에 도달하게 되고 약 600psi 이상에서 균질기를 빠져 나온다. 양호하게는, 높은 카본 블랙 함유량은 초과된 물 또는 다른 운반제를 제거하는 작업을 감소시키도록 사용된다. 전형적으로, 약 10 내지 30 중량 퍼센트의 카본 블랙이 양호하다. 당업자는 슬러리의 카본 블랙 함유량(중량 퍼센트)과 혼합대로의 슬러리 유동률은 마스터배치(masterbatch) 내에서 원하는 카본 블랙 함유량을 달성하기 위한 혼합대로의 자연 고무 라텍스 유동률과 연관된다는 것을 인지할 것이다. 카본 블랙 함유량은 수행될 제품의 적용에 적합한 수행 특성과 재료 특성을 달성하기 위해 공지된 원리에 따라 선택될 것이다. 전형적으로, 예컨데, CTAB 수치 10인 카본 블랙은 마스터배치에 카본 블랙 함유량을 적어도 약 30phr로 달성하도록 충분량이 사용된다.
슬러리는 바람직하게는 준비되는 즉시 마스터배치 제조에 사용된다. 슬러리를 운반하는 유체관과 선택적인 지지 탱크 등은 슬러리 내의 카본 블랙의 확산을 실질적으로 유지하는 조건을 확립 또는 유지시켜야 한다. 즉, 슬러리 내에 특정 충진제 없이 정착 또는 실질적인 재 응괴는 꽤 유용한 범위로 방지 또는 감소되어야 한다. 바람직하게는 예컨데 매끄러운 라인 대 라인 상호연결을 하는 모든 유동 라인은 매끈하다. 다르게는, 어큐뮬레이터가 균질기와 혼합대 사이에 사용되어 혼합대 내의 슬러리 노즐 팁에서 슬러리의 속도 또는 압력의 변동을 감소시킨다.
공급 라인(12)을 경유하여 혼합대로 통과되는 고무 라텍스 유체 또는 다른 중합체 라텍스 유체와 상술한 적절한 공정 변수하에 공급 라인(16)을 경유하여 혼합대에 공급되는 카본 블랙 슬러리는 신규한 고무 조합 특히 고무 마스터배치 단립을 생성할 수 있다. 고무 마스터배치에 다양한 첨가제를 합체하기 위한 수단이 제공될 수 있다. 하나 이상의 첨가제를 포함하는 첨가제 유체는 별도의 공급 흐름으로써 혼합대에 공급될 수 있다. 하나 이상의 첨가제는 적절하게는 카본 블랙 슬러리와, 보다 전형적으로는 고무 라텍스 유체와 미리 혼합될 수 있다. 첨가제는 그후에 또한 마스터배치 내에 예컨데, 건조 혼합 기술에 의해 혼합될 수 있다. 복수의 첨가제가 또한 당업자에게 공지되어 있고, 예컨데, 산화방지제, 오존화방지제, 가소제, 공정 보조제(예컨데, 액체 중합체, 오일 등), 수지, 방염제, 증량제 오일, 윤활제 및 이들 중의 몇 가지의 혼합물을 포함한다. 이러한 첨가제의 일반적인 사용 및 선택은 당업자들에게 공지되어 있다. 본 명세서에 개시된 시스템에서의 첨가제의 사용은 본 발명의 상세한 설명의 이점으로 이해될 것이다.
혼합대/응결대 조립체는 이하에 보다 상세히 설명된다. 고무 마스테배치 단립은 응결 반응기(14)의 토출 단부로부터 적절한 건조 및 혼합 장치까지 통한다. 도1의 양호한 실시예에서, 마스터배치 단립은 먼저 이송 수단(41)을 경유하여 탈수 압출기(40)까지 통한다. 카본 블랙 충진제를 갖는 천연 고무 마스터배치를 제조하는 도1에 도시된 실시예와 일치하는 일반적인 양호한 실시예에서 탈수 작업은 전형 적으로 수분 함유량을 약 70 내지 80 중량 퍼센트로부터 약 15 내지 25 중량 퍼센트로 감소시킨다. 물은 유출물 흐름(43)을 통해 탈수 압출기(40)로부터 토출된다. 적절한 탈수 압출기는 공지되어 있고, 예컨데 (미국 오하이오 피쿠아 소재의)프랑스 오일 머시너리 코포레이션.(French Oil Machinery Co.)으로부터 상업적으로 사용 가능하다.
마스터배치는 탈수 압출기(40)로부터 이송기 또는 간단한 중력 낙하 또는 다른 적절한 수단(101)을 경유하여 연속 조제기(100)까지 통하고 그후 개방 분쇄기(120)를 지난다. 카본 블랙 충진제를 갖는 천연 고무 마스터배치를 제조하는 도1에 도시된 실시예와 일치하는 일반적인 양호한 실시예에서, 혼합 및 분쇄 작업은 전형적으로 수분 함유량을 약 15 내지 25 중량 퍼센트로부터 1 중량 퍼센트 이하로 감소시킨다. 임의의 양호한 실시예에서, 첨가제가 연속 조제기(100) 내에 마스터배치와 결합될 수 있다. 특히, 산화방지제, 오존화방지제, 가소제, 공정 보조제(예컨데, 액체 중합체, 오일 등), 수지, 방염제, 증량제 오일, 윤활제 및 이들 중의 몇 가지의 혼합물과 같은 첨가제가 연속 조제기(100) 내에 첨가될 수 있다. 임의의 다른 양호한 실시예에서, 추가적인 고무들이 고무 화합물을 제조하기 위해 연속 제조기(100) 내에 마스터배치와 결합될 수 있다. 전형적인 고무는 고무, 1,3-부타디엔, 스티렌, 이소프렌, 이소부틸렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 아크릴로니트릴, 에틸렌 및 프로필렌 등의 탄성중합체(예컨데, 단일중합체, 공중합체 및/또는 삼중중합체)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 연속 제조기(100)는 마스터배치를 건조시키고, 마스터배치를 저작하고, 무니 점성도 및 분자량을 제어하고 결 합 고무의 감소를 최소화한다. 적절한 연속 제조기들이 공지되어 있고 예컨데, 패럴 코포레이션 오브 안소니아, 씨티(Farrel Corporation of Ansonia, CT)로부터 유니믹스 컨티뉴어스 믹서(Unimix Continunous Mixer)를 상업적으로 사용 가능하다.
도1 및 도8에 도시된 대로, 탄성체 마스터배치는 응고 반응기(14)로부터 탈수 압출기(40)로 공급되며, 그 후 연속 혼합기(100)의 긴 처리 챔버(104) 내에 형성된 공급 포트(102)로 공급된다. 양호한 실시예에서, 공급 포트(102)는 탈수 압출기(40)로부터 탄성체 마스터배치의 중력 낙하를 용이하게 하는 호퍼이다. 공급 포트(102)는 또한 컨베이어 벨트, 도관, 파이프 또는 탄성체를 수송하는 다른 적합한 수단과 같은 컨베이어 수단을 거쳐 공급될 수 있다. 처리 챔버(104)는 연속 혼합기(100)의 하우징(105) 내에 포함된다. 긴 회전자(106)는 서로 평행하며 처리 챔버(104) 내에 축방향으로 지향된다. 회전자(106)는 기어 감속기(110) 및 베어링(112)을 거쳐 모터(108)에 의해 구동된다. 회전자(106)는 긴 처리 챔버(104)를 통해 축방향으로 재료를 진행시키기 위한 공지된 설계예 따라 구성된다. 도8에 도시된 대로, 다중 회전자(106)는 처리 챔버(104) 내에 축방향으로 지향된다. 회전자(106)는 양호하게는 분할되어, 다른 부분들이 다른 나사 또는 스크루 구조를 선택적으로 갖는다. 양호한 실시예에서, 처리 챔버(104)는 다른 프로파일을 갖는 2개의 회전자(106)를 수용한다. 다른 프로파일을 갖는 적절한 회전자(106)는 예를 들어 안소니아 씨티(Ansonia CT.)의 패럴 주식회사(Farrel Corporation)로부터의 회전자 모델 번호(7, 15)를 포함한다. 양호한 실시예에서, 회전자(106)는 탄성체 마스터배치로 가열 및/또는 냉각을 하기 위해 온도 제어될 수 있는 유체를 포함한다.
도8에 도시된 대로, 각각의 회전자(106)는 제1 부분(116) 및 제2 부분(118)을 갖는다. 탄성체 마스터배치가 처리 챔버(104)를 통해 지나갈 때, 회전자 재료를 저작하여, 탄성체 마스터배치를 섞고 건조시킨다. 포트(109)는 액체 첨가제의 첨가를 위해 처리 챔버(104)가 제공된다. 건조 재료는 공급 포트(102)를 거쳐 탄성체 마스터배치로 첨가될 수 있다. 탄성체 마스터배치가 건조될 때 수분이 배출되도록 배출부(111)가 처리 챔버(104) 내에 제공된다. 탄성체 마스터배치는 토출 오리피스(114)를 거쳐 처리 챔버(104)를 나간다. 제1 온도 제어 장치(115)는 통상적으로 온수로 연속 혼합기(100)에 가열 및/냉각을 제공한다. 제2 온도 제어 장치(117)은 통상적으로 냉수로 토출 오리피스(114)에 가열 및/냉각을 제공한다. 통상적인 공정 중에, 열은 개시 중에 추가되고 그 다음에 일단 공정이 완전히 진행되면 가열이 중단되고 냉각이 가해진다. 개시 중에 가열은 통상적으로 처리 챔버(104) 및 토출 오리피스(114)로 명확하게 가해지며, 작동 중에 냉각은 공급 포트(102), 처리 챔버(104) 및 회전자(106)로 명확하게 가해진다. 통상적인 적용예에서는, 탄성체 마스터배치의 1000lbs/hour의 최소 처리량으로, 냉각으로 약 250,000 내지 500,000 BTU/hr을 제거할 수 있다. 전술한 대로, 연속 혼합기(100)의 양호한 실시예는 마스터배치를 건조시키며 또한 바운드 고무가 지나치게 감소되지 않으면서 그의 무니 점성 및 분자량를 제어한다. 연속 혼합기(100)의 양호한 실시예는 약 25 무게 퍼센트로부터 약 1 무게 퍼센트보다 작게까지 탄성체의 물 함유량이 감소될 수 있다.
연속 혼합기(100)의 작동 변수의 제어는 탄성체 마스터배치의 무니 점성, 수분 함유량, 분자량 및 바운드 고무를 제어하도록 한다. 이러한 작동 변수는 연속 혼합기, 회전자 속도, 토출 오리피스 치수와 온도, 및 처리 챔버 온도의 처리율을 포함한다.
양호한 실시예에서, 연속 혼합기(100)로부터 토출된 탄성체 마스터배치는 개방된 분쇄기(120)으로 공급된다. 탄성체 마스터배치는 압출물의 길이로 토출되며 개방 분쇄기(120)에의 집입 전의 작은 길이로 절단될 수 있다. 탄성체 마스터배치는 컨베이어(119)를 거쳐 개방 밀(120)으로 선택적으로 공급될 수 있다. 컨베이어(119)는 컨베이어 벨트, 도관, 파이프, 또는 탄성체 마스터배치를 연속 혼합기(100)로 수송하기 위한 다른 적절한 수단일 수 있다. 개방 분쇄기(120)는 탄성체 마스터배치의 무니 점성을 또한 제어하는 한 쌍의 롤러(122)를 포함한다. 롤러(122)는 개방 분쇄기(120)의 작동이 향상되도록 선택적으로 가열되거나 냉각될 수 있다. 일정한 실시예에서는, 개방 분쇄기(120)는 탄성체 마스터배치의 온도를 약 섭씨 100도로 감소시킬 수 있다.
개방 분쇄기(120)에서 배출된 후에, 탄성체 마스터배치는 선택적으로 도9에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템(202)로 컨베이어(200)에 의해 공급될 수 있다. 냉각 시스템(202)는 냉각수 스프레이(204)를 포함하며, 그의 물은 냉각수 탱크(206) 또는 다른 물 공급원으로부터 공급된다. 냉각수 스프레이(204)로부터의 물은 탄성체 마스터배치로 직접 분무될 수 있다. 일정 실시예에서는, 예를 들어 독일의 바베 한스 더블류.(Hans W. Barbe)에 의해 제조되고 실리케이트 및 칼슘 스테아르산 염을 포함하는 프로몰인 안티스틱(antistick)은 물 스프레이에 첨가되거나 물 스프레이 대신에 이용될 수 있다. 선택적으로, 그 후 탄성체 마스터배치는 컨베이어(208)에 의해 그래뉼레이터(210)으로 공급될 수 있다. 냉각수 스프레이(204)가 이용되는 경우에, 선택적으로 에어 나이프(212) 또는 다른 고압 송풍기 또는 다른 적절한 수단은 탄성체 마스터배치로부터 증발하지 않는 임의의 냉각수를 제거하는 데 이용될 수 있다. 그 후, 탄성체 마스터배치는 체재 시간, 즉 포장기(216) 내의 압력 및 시간을 탄성체 마스터배치가 변화시킴으로써 다소 긴밀하거나 조밀하게 포장될 수 있는 포장기(216)로 컨베이어(214)에 의해 선택적으로 공급될 수 있다. 예를 들면, looser bale은 밴버리 혼합기(Banbury mixer) 등에의 이용에 바람직할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법 및 장치를 구체화한 연속 혼합기는 연속 혼합기에서 처리되는 마스터배치의 무니 점성, 분자량, 바운드 고무 및 건조의 변화를 제어하도록 제어 가능하다. 이 변수들의 최종값 및 변화의 정도는 합성 마스터 배치의 정해진 이용 용도에 따라 선택된다. 적절한 회전자 설계 및 회전자 작동과 회전자 작동 변수를 선택하도록 연속 콤파운더에서 처리되는 탄성체 마스터배치의 무니 점성, 분자량, 바운드 고무 및 건조의 변화를 제어하는 기재 내용의 이점이 당해 기술의 숙련자들에게 제공될 것이다. 통상적으로, 응고 반응기 내에서 발생되는 마스터배치의 무니 점성은 임의의 사용 용도에 요구되는 것보다 더 높다. 연속 혼합기는 선택된 저값으로 마스터배치의 무니 점성을 유리하게 감소시킬 수 있다.
도8은 도관(171) 및 공급 포트(102)를 거쳐 연속 혼합기(100) 내로 건조 첨가물을 주입하기 위한 보조 시스템(58)을 개략적으로 도시한다. 또한 도관(172) 및 공급 포트(102)를 거쳐 연속 혼합기(100) 내로 액체 첨가물을 주입하기 위한 보조 시스템(59)이 도8에 개략적으로 도시된다. 예를 들면, 도관(171, 172, 173)은 파이프, 컨베이어, 또는 각각의 보조 시스템으로부터 연속 혼합기(100)으로 재료를 수송하기 위한 다른 적절한 수단일 수 있다. 예를 들면, 예시적인 첨가물은 충전재(응고 반응기에서 이용되는 충전재와 동일하거나 동일하지 않을 수 있으며, 예시적인 충전재는 실리카, 및 경화제로서 기능하는 산화 아연을 포함함), 다른 탄성체, 산화 방지제, 안티오조넌트, 가소제, 처리 산(예를 들어, 경화제로서 또한 이용될 수 있는 스테아르산, 액체 폴리머, 오일, 왁스 등), 수지, 화염 반응지연제, 중량제 오일, 윤활제, 및 이들의 혼합물)을 포함한다. 탄성체의 첨가는 연속 혼합기(100)를 거쳐 탄성체 블렌드를 생산할 수 있다. 예시적인 탄성체는 고무, 1,3-부타디엔, 스티렌, 이소프렌, 이소부틸렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 아크릴로니트릴, 에틸렌 및 프로필렌 등의 중합체(예를 들어, 단일 중합체, 혼성 중합체, 삼원 혼성 중합체)를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다. 탄성체, 첨가물, 및 제2 마스터배치의 임의의 조합이 응고 반응기(14)에서 생산되는 탄성체 마스터배치로 연소 혼합기(100) 내에 첨가될 수 있음을 알 수 있다.
도1에 따른 실시예에 적합한 혼합 구역/응고 구역의 조합을 포함하는 응고 반응기(14)의 치수 및 독특한 설계 특징은 요구되는 처리 성능, 처리되는 재료의 선택 등과 같은 설계 요소에 부분적으로 따른다. 응고 반응기(48)가 조인트부(54) 에서 밀봉 시일로 응고 구역(52)에 부착된 혼합 헤드(50)를 갖는 양호한 실시예가 도2에 도시된다. 도2는 탄성체 라텍스를 혼합 구역에 공급하기 위한 제1 보조 시스템(56), 탄소 슬러리 또는 다른 미립자 충진제를 혼합 구역에 공급하기 위한 보조 시스템(57), 선택적 첨가 유체, 압축 공기 등을 혼합 구역에 공급하기 위한 보조 시스템(58)을 개략적으로 도시한다. 혼합 헤드(50)는 3개의 공급 채널(60, 61, 62)을 갖는 것으로 도시된다. 공급 채널(60)은 천연 고무 라텍스 유체를 공급하기 위해 제공되고, 가스 및/또는 첨가 유체의 직접 공급을 위해 제공된다. 첨가제의 직접 분사를 사용하는 양호한 실시예와 함께, 현저한 장점이 탄소 화합물 첨가제, 보다 통상적으로는 무수 혼합 첨가제와 함께 달성될 수 있다. 탄성체 라텍스와 미리 융합하기에 적합한 첨가 이멀전을 생성하기 위해 이멀전 중간물을 사용하는 것이 공지되어 있는 반면, 첨가제의 직접 분사를 사용하는 본 개시에 따른 양호한 실시예는 이멀전 중간물뿐만 아니라 탱크, 분무 장치와 같은 장치등도 필요 없다. 따라서, 제조비 및 복잡성의 감소가 성취된다. 이하 더 설명되는 바와 같이, 슬러리가 혼합 구역으로 공급되는 공급 채널(61)은 혼합 구역 및 응고 반응기의 응고 구역과 양호하게는 동축상이다. 단일 공급 채널이 탄성체 라텍스 유체를 수용하기 위해 도시된 반면, 임의의 적합한 수의 공급 채널이 중앙 공급 채널 주위로 배열되는데, 그 공급 채널을 통해 슬러리가 혼합 구역으로 공급된다. 따라서, 예컨대, 도2의 실시예에서, 제4 공급 채널이 공급될 수 있는데, 그 공급 채널을 통해 대기 또는 고압 공기 또는 다른 가스가 혼합 지역으로 공급된다. 압축된 공기는 중심축 공급 채널(61)을 통해 슬러리와 같이 분사될 수 있다. 보조 공급 채널은 사용되지 않을 때는 일시적으로 또는 영구적으로 밀봉될 수 있다.
응고 반응기(48)의 응고 구역(52)은 의도된 특정 적용예에 대한 설계 목적에 따라 선택될 수 있는 축 길이를 갖는 제1 부분을 갖는 것으로 도시된다. 선택적으로, 응고 구역은 전반적으로 또는 실질적으로 전체 축 길이에 걸쳐 일정한 단면적을 갖는다. 따라서, 예컨대, 응고 반응기는 혼합 구역으로부터 토출 단부까지 단순한 직선 관류 채널을 한정한다. 그러나, 양호하게는, 전술한 이유 및 도면에 도시된 양호한 실시예에 도시된 바와 같이, 응고 구역(52)의 단면적은 입구 단부(66)로부터 토출 단부(68)까지 점진적으로 증가한다. 보다 구체적으로, 단면적은 종방향으로 입구 단부로부터 출구 단부까지 증가한다. 도2의 실시예에서, 응고 구역은 후속하는 일정 단면부(64)가 연속적으로 증가한다는 점에서 응고 구역은 단면적이 점진적으로 증가한다. 응고 반응기(또는 보다 구체적으로는 응고 반응기 내에 한정된 응고 구역)의 직경, 단면적 및 다른 요소들은 달리 언급되지 않는 한, 개방 유동 통로의 단면적 및 그러한 유동 통로의 내경을 의미하는 것으로 의도된다.
탄성체 혼합물, 특히 마스터베치 크럼(72)으로 형성되는 응고된 탄성체 라텍스는 전환기(70)를 통해 응고 반응기(48)로부터 토출되는 것으로 알 수 있다. 전환기(70)는 토출 단부(68)에서 응고 반응기에 부착된 조절 가능한 도관이다. 임의의 다양한 수납 사이트로 선택적으로 탄성체 마스터베치 크럼(72)을 통과시키도록 조절 가능하다. 이러한 특징은 예컨대, 초기 공정의 불안정성이 일시적으로 저급의 생산품을 유발할 때 생산 운전의 초기에 생산 스트림으로부터 마스터베치 크럼의 제거를 유리하게 용이하게 한다. 또한, 전환기는 생산물을 응고 반응기로부터 의 다른 차후 공정로로 방향 설정하기 위한 설계의 융통성을 제공한다. 도1의 양호한 실시예에 따르면, 응고 반응기(48)로부터 전환기(70)를 통해 토출된 마스터베치 크럼(72)은 탈수 압출기에 수용되고 그곳으로부터 공급 포트(102)를 통해 연속 혼합기(100)에 공급되는 것으로 도시된다.
반응기(48)의 단면적은 입구 단부(66)와 토출 단부(68) 사이의 전체 각도(α)에서 증가하는 것으로 도시된다. 각도(α)는 0°보다 크고 양호한 실시예에서는 45°보다 작고, 보다 양호하게는 15°보다 작으며, 가장 양호하게는 0.5°에서 5°이다. 응고 지역의 중심 종축으로부터 응고 반응기의 단부에서의 응고 지역의 외주연부의 지점(A)까지 측정되었다는 점에서 각도(α)는 반각으로 도시된다. 이러한 관점에서, 응고 반응기의 상류부의 단면적 즉, 입구 단부(66)에 근접한 부분은 양호하게는 전술한 원칙에 따라 응고물의 준몰딩을 달성하기 위해 충분히 완만하게 증가한다. 응고 구역의 과대한 각도의 확장은 작은 액적 또는 연충 형태의 바람직한 크럼 형태로 생산되지 않고 응고 반응기를 통해 단순히 분무한 일라스토커 마스터베치로 귀착될 수 있다. 응고 반응기의 보어의 과도히 완만한 증가는 특정 실시예에서 공급 재료 및 반응물의 혼합 헤드로의 정체 또는 막힘을 유발한다. 라텍스가 실질적으로 응고되고 유동이 필수적으로 플러그 유동인 응고 구역의 하류부에서는, 응고 구역은 단면적의 증가와 함께 또는 증가 없이 연장할 수 있다. 따라서, 여기서 점진적으로 증가하는 단면적을 갖는 양호한 실시예의 응고 구역에 대한 언급은 유동이 실질적으로 플러그 유동이 아닌 응고 구역의 부분을 주로 언급하는 것으로 이해되어야 한다.
응고 구역의 단면적(즉, 조금 전 설명한 바와 같이, 응고 구역의 적어도 상류부)은 도2의 실시예에서 도시된 연속적 형식보다는 계단식으로 증가할 수도 있다. 도3에서 도시된 실시예에서, 여기서 개시된 방법 및 장치에 따른 탄성체 마스터베치의 생산을 위한 연속 유동 시스템은 응고 구역의 단면적이 계단식으로 증가하는 혼합 헤드/응고 구역 조립체를 포함하는 것으로 도시된다. 양호하게는, 그러한 계단식 실시예에서 응고 구역의 개별 섹션은 인접한 섹션으로 확개된 연결부를 갖는다. 즉, 그것들은 부드럽고 통상 연속적인 응고 구역 표면을 형성하기 위해 결합하고, 반대로 예컨대 일 섹션으로부터 다음 섹션으로의 비점진적인 또는 갑작스런 직경 증가를 위해 결합한다. 도3의 응고 구역은 4개의 다른 섹션 또는 보조 구역(74 내지 77)과 같은 3개의 계단으로 증가한다. 조금 전 설명한 설계 원칙에 부합하여, 응고 구역(53)의 단면적은 입구 단부(66)로부터 토출 단부(68)에서의 지점(A)으로 전체 각도에서 증가하여 응고 반응기의 상류부의 필수적 유동 제어를 달성한다. 제1 섹션(74)은 혼합 지역 바로 하류의 혼합 헤드(50)의 균일한 직경부(a)와, 입구 단부(66)의 연결부(54)에서 거기에 연결된 동일한 또는 유사한 직경부(b)를 포함하는 것으로 생각될 수 있다. 제1 섹션은 일정 단면 직경(D1) 및 축 치수 또는 길이(L1)를 갖는다. 제1 섹션(74)에서는, 길이(L1)는 직경(D1)보다 커야 하고, 보다 양호하게는 직경(D1)보다 5배 커야 하고, 가장 양호하게는 직경(D1)보다 12 내지 18배 커야 한다. 통상적으로, 섹션은 D1의 약 3배보다 크다. 각각의 후속 섹션은 양호하게는 선행(즉, 상류) 섹션의 대략 2배의 일정한 단면적과 단면 치수를 갖는다. 따라서, 예컨대, 섹션(75)은 섹션(74)의 2배인 일정 한 단면 치수와 단면적을 갖는다. 유사하게, 섹션(76)의 단면적은 섹션(75)의 그것의 2배이고, 섹션(77)의 단면적은 섹션(76)의 그것의 2배이다. 각각의 섹션(75 내지 77)에서, 길이는 양호하게는 그 직경의 3배보다 크고, 보다 양호하게는 그 직경의 3배 내지 7배이고, 통상적으로는 그 직경의 5배이다. 따라서, 예컨대, 섹션(76)에서의 종방향 치수(L3)는 양호하게는 그 직경(D3)의 5배이다.
도3의 실시예에 해당하는 혼합 헤드 및 응고 구역 조립체는 부분 단면도로 도4에서 도시되었다. 혼합 헤드(50)는 연결부(54)를 경유한 응고 지역 확장부(53)와 일체이다. 그것은 다중 공급 채널(60, 61, 62)이 확장부(53) 내의 응고 구역부와 실질적으로 동축인 길쭉한 실질적으로는 원통형 채널(80)과의 연결을 형성하는 혼합 구역을 한정한다. 혼합 구역 및/또는 응고 구역의 경계를 정확히 한정하는 것은 여기서 개시된 방법 및 장치의 작동성에 필수적인 것은 아니라는 것이 인지될 것이다. 본 개시예를 숙독한 본 분야의 기술인에게는 명백하듯이, 유동 채널 연결 지역의 설계에서 다양한 변형예가 가능하다. 이러한 관점에서, 통상 양호한 지침으로서, 예컨대 도4에서 도시된 형식의 실시예에서, 슬러리 팁(67)은 통상 공급 채널의 연결부에서 종방향으로 대략 중심을 갖는 실린더부(80)의 발단부의 상류이다. 이러한 실시예에서, 양호하게는, 실린더부(80)의 발단부의 슬러리 팁(67)으로부터 주연부까지의 가상 원추부에 의해 한정되는 최소 단면적은 라텍스 공급 채널(60)의 단면적보다 크거나 적어도 동등한 것이 유리하다. 양호하게는, 유동 난류가 탄성체 라텍스의 실질적으로 완전한 응고 이전에 존재하는 응고 구역의 적어도 상류부와 채널(80) 모두는 원형 단면이다.
카본 블랙 슬러리 또는 다른 미립 필러 유체를 공급하기 위한 수단은, 응고 구역을 향해 개방되어 있는 개구 또는 슬러리 노즐 팁(67)까지 혼합 챔버와 실질적으로 동축 방향으로 연장되는 공급 튜브(82)를 포함한다. 이는 여기에서 설명되고 있는 양호한 실시예들의 매우 유익한 특성이다. 카본 블랙 슬러리는 상술한 바와 같이 라텍스의 공급 속도에 비해 매우 높은 속도로 혼합 구역에 공급되고, 좁은 보어 공급 튜브(82)가 축방향으로 배열됨으로써 유동 난류가 현저하게 개선된다. 채널(80)의 직경 Dm[상술한 바와 같이, 응고 구역의 섹션(74)의 바로 후속부의 직경 D1과 양호하게는 실질적으로 동일함]은 양호하게는 슬러리 공급 튜브(82)의 내부 직경의 적어도 2배이고, 보다 양호하게는 공급 튜브(82)의 상기 직경의 약 4배 내지 8배이며, 통상적으로는 상기 직경의 약 7배 내지 8배이다. 공급 튜브(82)는 혼합 헤드(50)의 공급 채널(61)의 상류 단부에서 입구 포트(83)와 유체 기밀 밀봉을 형성한다. 축방향 공급 튜브(82)의 직경은 슬러리 노즐 팁(67)을 통해 혼합 챔버로 들어감에 따라 요구되는 슬러리의 축방향 속도 및 체적 유동율에 만큼 크게 결정된다. 정확한 또는 요구되는 체적 및 속도는 이러한 개시 내용에 의해 본 기술 분야의 숙련자가 쉽게 결정할 수 있고, 부분적으로는 재료의 선택 및 농도의 함수일 것이다. 여기에 개시 및 설명된 카본 블랙 슬러리용 공급 튜브가 제거가능한 실시예들은 다른 시간에 다는 마스터배치 조성물을 제조할 때 바람직한 융통성을 제공한다. 하나의 생산 사이클에 사용되는 공급 튜브는 연속 생산에 적합한 보다 크거나 또는 보다 작은 보어 튜브에 의해 제거 또는 대체될 수 있다. 슬러리가 공급 튜브로 방출되는 압력 및 속도에 있어서, 이는 혼합 구역으로의 제트 또는 스프 레이일 수도 있다. 적어도 특정한 실시예들에서 실질적으로 유체로 이미 채워진 영역으로 슬러리의 고속 분사를 의미한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이는 슬러리 노즐 팁을 통과하면서 신속 분포된다는 관점에서 스프레이지만, 단순한 스프레딩 트라젝토리의 자유 비행 재료의 관점에서는 반드시 그럴 필요는 없다.
추가 공급 채널(60, 62)은 공급 채널(60) 및 하류 채널(80)과 각도 β를 이루며 연결부(84, 85)를 각각 형성한다. 각도 β는 않은 실시예에서 0도 보다 크고 180도 보다 작은 값을 가질 수도 있다. 통상 β는 예를 들어 30도 내지 90도일 수도 있다. 이는 불리하게는 불균일한 마스터배치 제품에 이르게 되는 불균일한 혼합을 야기할 수도 있기 때문에, 음압, 즉 슬러리 노즐 팁(67)으로 방출되는 고속 슬러리에 의해 반출됨에 따른 캐비테이션(cavitation)을 피하는 것이 바람직하다.
공기 또는 다른 기체는 임의의 이러한 진공에 대한 제동시 협력하도록 혼합 구역으로 분사되거나 그렇지 않으면 공급된다. 또한, 공급 채널(60)의 입구 포트(86)에 이르는 천연 고무 라텍스를 위한 팽창된 공급 라인은 라텍스 유체 저장부로서의 역할을 하는 것이 바람직하다. 도4의 양호한 실시예에서, 라텍스 공급 채널(60)은 슬러리 노즐 팁(67)에 인접한 혼합 구역을 가로지른다. 그러나, 다르게는 라텍스 공급 채널은 슬러리 노즐 팁(67)의 혼합 채널 상류 또는 하류를 가로지를 수 있다. 카본 블랙 슬러리 또는 다른 미립 필러 유체는 통상 약 500 내지 5000psig, 예를 들어 1000psig와 같은 약 300psig 이상의 압력으로 공급 튜브(82)에 공급된다. 양호하게는, 초당 100ft의 속도로, 양호하게는 초당 100 내지 800ft의 속도로, 보다 양호하게는 200 내지 500ft의 속도로, 예를 들면 350feet의 속도 로 슬러리 노즐 팁(67)을 통해 혼합 구역 속으로 공급된다. 도4의 화살표 51은 슬러리 노즐 팁(67) 아래에서 공급 채널(60, 62)을 통해 채널(80)로 들어가는 탄성중합체 라텍스 및 축방향 공급 재료의 일반적인 방향을 나타낸다. 따라서, 슬러리 및 라텍스 유체들은 상술한 개수들에 따라 크게 상이한 공급 스트림 속도로 혼합 구역 속으로 공급된다. 이론에 구속되기를 원하지 않는다면, 우수한 마크로 분산 및 응고에 이르는 혼합 구역의 라텍스 쉬어(shere) 상태를 달성한다는 것을 알 수 있다.
다른 양호한 일 실시예가 도5 및 도6에 도시되고 있는데, 여기서 도4에 도시된 단일 축방향 공급 튜브(82)는 다중 축방향 연장 공급 튜브(90-92)에 의해 대체되어 있다. 보다 많은 개수의 공급 튜브들, 예를 들어 약 6 내지 8개의 축방향 연장 공급 튜브들이 채용될 수도 있다. 유리하게는, 생산 융통성은 다른 제품의 생산을 위해 다른 직경을 갖는 다른 공급 튜브를 사용함으로써 달성된다. 또한, 다중 공급 튜브들은 동시에 응고 반응기의 응고 구역 및 혼합 구역 내부에서 우수한 유동 난류를 달성하는데 사용될 수 있다.
혼합 헤드의 다른 일실시예가 도7에 도시되고 있다. 혼합 헤드(150)는 혼합 구역(179)을 형성한다. 축방향 공급 공급 채널(161)은 카본 블랙 슬러리 또는 다른 미립 필러 유체를 고속으로 혼합 챔버(179)에 공급하도록 구성된 공급 튜브(182)를 수용한다. 공급 튜브(182) 내의 중심 보어는 슬러리 노즐 팁(167)에서 종단된다는 것을 할 수 있다. 일정한 직경의 노즐 랜드(168)는 슬러리 노즐 팁(167)의 바로 상류에 있고, 보다 큰 보어 영역(169)에 이른다. 양호하게는, 랜 드(168)의 축방향 크기는 그 직경의 약 2 내지 6배, 예를 들면 5배이다. 제2 공급 채널(160)은 탄성중합체 라텍스 유체를 혼합 구역에 공급하기 위해 혼합 구역(179)과 90도의 각도를 이루며 연결부(184)를 형성한다. 라텍스 유체 공급 채널(160)의 단면 직경은 랜드(168) 및 슬러리 노즐 팁(167)의 단면 직경 보다 실질적으로 크다. 이론에 구속되기를 원하지 않는다면, 노즐 랜드의 확장된 직경의 보어 섹션 상류와 결합된 노즐 랜드(168)의 축방향 연장부는 공급 튜브(182)를 통해 혼합 구역(179) 속으로 들어가는 슬러리의 유동에 유익한 안정성을 제공하는 것으로 믿어진다. 공급 튜브(182)의 보어는 20도의 모따기, 즉 약 20도의 각도로 상류 방향으로 연장되는 원추형 영역(169)을 구비함으로써 잘 기능하다는 사실을 알게 되었다. 혼합 구역(179)의 하류는 긴 응고 구역이다. 상술한 원칙 원리들에 부합하여, 이러한 응고 구역 단지 주변으로 연장될 필요가 있다. 즉, 그 축방향 크기는 그 직경 보다 단지 주변으로 길어질 필요가 있다. 그러나, 양호하게는 더 확장된 응고 구역이 사용된다.
상술한 바와 같이, 탄성중합체 마스터배치의 응고는 응고 반응기의 말미에 또는 그 전에 실질적으로 완성된다. 즉, 응고는 응고제 용액의 스트림을 추가할 필요없이 응고 반응기의 응고 구역 내부에서 일어난다. 이는 임의의 초기 응고가 혼합 구역 내에서 일어날 수도 있는 가능성을 배제하지는 않는다. 혼합 구역은 이러한 목적을 위한 응고 구역의 연장부로서 고려될 수도 있다. 또한, 응고 반응기로 방출되는 탄성중합체 마스터배치에 앞서 실질적으로 응고를 완성한다는 것이 최종 제품으로서 사용하는데 적합한 다양한 목적을 위한 연속 프로세싱 및 후속 처리(follow-on treatment) 단계를 배제하는 것을 의미하지는 않는다. 이와 관련하여, 여기에 개시된 천연 고무 라텍스를 채용한 신규한 방법의 양호한 실시예들의 실질적으로 완전한 응고는 라텍스의 고무 하이드로카본의 적어도 약 95질량%, 보다 양호하게는 적어도 약 97질량%, 가장 양호하게는 적어도 약 99질량%가 응고된다는 것을 의미한다.
여기에 개시 및 설명된 방법 및 장치는 우수한 물리적 성질 및 성능 특성을 갖는 탄성중합체 혼합물을 생산한다. 본 발명의 신규한 탄성중합체 혼합물은 상술한 방법 및 장치에 의해 생산된 마스터배치 혼합물 뿐만 아니라 이러한 마스터배치 혼합물로 제조된 중간 화합물 및 최종 제품도 포함한다. 특히, 탄성중합체 마스터배치는 여러 등급의 카본 블랙 필러와 함께 천연 고무 라텍스(라텍스 응축물 또는 필드 라텍스)를 사용하여 제조될 수 있고, 우수한 물리적 성질 및 성능 특성을 갖는다. 타이어 트레드(thread)와 같은 용도에 현재 널리 상업적으로 사용되는 카본 블랙뿐만 아니라 공지된 제조 장치 및 방법에서 상업적 사용에 부적절한 것으로 여겨지던 카본 블랙도 성공적으로 사용되어 왔다. 높은 표면적 및 낮은 구조가 카본 블랙에 대한 일반적인 상업적 로딩 수준에서 수용가능한 수준의 마크로 분산을 달성하는 것 및/또는 탄성중합체의 분자 질량을 보존하는 것을 어렵게 만들기 때문에 부적합한 이들은 여기에 개시된 신규한 탄성중합체 마스터배치 혼합물에 대해 매우 바람직하다. 이러한 탄성중합체 혼합물은 천연 고무의 분자 질량의 우수한 보존성과 함께, 천연 고무 내의 카본 블랙의 우수한 분산력, 제어된 무니 점도(Mooney Viscosity) 및 습도 수준을 갖는다. 이들 유리한 결과들은 처리 탱크 또는 산 용 액의 스트림 또는 다른 응고제를 포함하는 응고 단계가 필요없이 달성된다. 따라서, 이러한 응고 처리의 비용 및 복잡성을 피할 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 작업으로부터 유출되는 스트림을 조정할 필요도 없게 된다.
공지된 건조 저작 기술은 상당한 분자량의 분해 없이 이러한 충진제의 동등한 분산을 얻을 수 없었거나, 마스터배치의 무니 점성(Mooney viscosity)이 바람직한 레벨로 제어되지 않았기 때문에, 본 발명의 소정의 양호한 실시예에 따라 제작된 새로운 천연 고무 마스터배치 구조를 생산할 수 없었다. 이러한 점에 있어서, 새로운 탄성체 합성물은 천연 고무 내의 카본 블랙의 우수한 매크로-분산을 갖도록 개시되고 무니 점성과 습기 레벨을 제어한다. 카본 블랙은 높은 분자량의 천연 고무와 함께 1.2보다 적은 그리고 더욱이 1.0보다 적은 표면 영역비(DBPA:CTAB)에 대한 구조를 갖는다. 과거에 공지된 혼합 기술은 천연 고무의 상당한 분자량 분해 없이 카본 블랙의 이런 우수한 매크로-분산을 얻을 수 없었기 때문에, 본 발명의 다른 탄성체 합성물 및 새로운 마스터배치 구조를 생산할 수 없었다. 본 개시에 따르는 이전까지 달성되지 않은 무니 점성 레벨을 제어하고 카본 블랙 매크로-분산 레벨을 갖는 양호한 새로운 탄성체 마스터배치 구조는 보다 열등한 매크로-분산을 갖는 공지된 마스터배치를 대신하여 사용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 마스터배치는 공지된 기술에 따라 경화된 혼합물과 합체될 수 있다. 이런 새로운 경화된 혼합물은 보다 열등한 매크로-분산의 마스터배치를 포함하는 다른 유사한 경화된 혼합물에 일반적으로 필적하며, 몇몇 예에서는 더욱 우수한 물리적 특성과 성능 특질을 갖는 양호한 실시예에서 발견되었다. 하지만, 마스터배치는 본 발명 에 따라 혼합 시간, 에너지 입력 및/또는 다른 비용을 절감하여 생산될 수 있다.
특히 소정의 양호한 실시예에 대해, 천연 고무 유액과 카본 블랙 충진제 마스터배치는 우수한 물리적 특성과 성능 특질을 갖도록 생산될 수 있다. 카본 블랙의 우수한 매크로-확산은 카본 블랙의 동일한 정도를 얻기 위한 충분한 강도와 충분한 시간동안의 건조 저작에 의해 유발될 수 있는 천연 고무의 분해 정도 없이, 예외적으로 높은 표면 영역과 낮은 구조의 카본 블랙을 사용해서도 얻어진다. 특히 이러한 점에 있어서 1.2보다 적고 1.0보다도 적은 표면 영역비, DBPA:CTAB에 대한 구조를 갖는 카본 블랙을 사용하여 높은 확산 정도가 얻어지는 새로운 천연 고무 마스터배치 구조가 유리하다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 카본 블랙 구조는 ASTM D2414에서 설명된 공정에 따른 100그램 카본 블랙 당 DBPA의 입방 센티미터로 표현되는 디부틸 프탈레이트 흡착작용(DBPA) 값으로써 측정될 수 있다. 카본 블랙 표면 영역은 ASTM D3765-85에서 설명된 공정에 따른 카본 블랙의 그램 당 제곱 미터로 표현되는 CTAB로써 측정될 수 있다. 따라서, 새로운 천연 고무 마스터배치는 이제까지 얻어질 수 없었던 분자량 분포 및 충진제 확산 레벨과 같은 물리적 특성의 조합을 가지며/또는 예외적으로 높은 표면 영역 및 낮은 구조의 카본 블랙과 같은 이전까지의 적당하지 않은 충진제와 합체하여 얻어진다. 본 명세서에 개시된 방법 및 장치에 따라 생산된 천연 고무 마스터배치의 확산 특질은 MWsol(중량 평균) 의 공지된 특성과 매크로-확산을 참조하여 설명될 수 있다. 특히, 양호한 실시예에 따라 생산된 마스터배치 내의 매크로-확산 레벨은 건조 저작을 이용하여 생산된 대체로 동일한 MWsol의 마스터배치 내의 확산보다 월등히 우수하다. 특 히 명백하게는, 이들 양호한 실시예의 확산 특질은 카본 블랙 충진제의 조직에 크게 의존하지 않는다. 본 명세서에 개시된 방법 및 장치를 이용하여 얻을 수 있는 확산의 레벨에 영향을 미치는 다른 요소들은 슬러리 내의 카본 블랙의 농축물과 슬러리 내로의 에너지 입력과 유체 스트림의 혼합 중 에너지 입력 등을 포함한다.
본 명세서에 개시된 천연 고무 마스터배치 내의 카본 블랙의 매크로-확산 특질은 이전에 공지된 대략 동일한 MWsol(중량 평균)의 마스터배치보다 월등히 우수하다. 새로운 탄성체 혼합물의 몇몇 양호한 실시예에서, 우수한 카본 블랙 분배가 (예를 들어 1,000,000인) 이전에는 달성되지 못한 상태인 필드 유액 상태의 천연 고무의 MWsol에 의해 달성된다. 확산 특질 장점은 예를 들어, 100cc/100g보다 적은 DBPA, 45 내지 65m2/g보다 큰 CTAB, 1.2 그리고 양호하게는 1.0보다 적은 DBPA:CTAB와 같은 저 구조 및 높은 표면 영역을 갖는 카본 블랙을 사용하는 상술된 양호한 실시예에서 특히 현저하다.
본 발명의 방법 및 장치는 마스터배치의 상업적 가치가 개선된 탄성체 마스터배치를 제공한다. 탄성체의 수분 레벨과 무니 점성은 소정의 양호한 최종 사용 적용에 좀더 적합한 제품을 제공한다. 연속적인 혼합기의 사용은 최종 사용자 시설의 하류 공정에서의 부가적인 저작에 대한 필요를 감소시키거나 또는 제거한다. 연속적인 혼합기 내에서 부가적인 탄성체, 첨가제 및 마스터배치를 제공하는 것은 마스터배치가 최종 제품을 생산하기 위해 사용되는 최종 사용자 시설에서의 부가적인 공정을 제거한다.
본 발명의 방법 및 장치는 타이어, 타이어 접지면, 엔진 장착부의 고무 부 품, 탱크 트랙, 마이닝 벨트, 하이드로-마운트의 고무 부품, 브리지 베어링 및 지진 격리자를 포함하지만, 제한하지는 않는 제품을 형성하는데 사용될 수 있다.
이하 본 명세서에 개시되는 본 발명을 사용한 실험의 결과가 설명된다. "FCM"이 연속적인 혼합기 또는 Farrel Unimix Continuous Mixer를 나타내며, "OM"은 개방 밀을 나타낸다.
시험 #1 데이터
이 시험은 연속 혼합기(FCM)의 건조 성능을 시험하기 위해 실행되었다. 또한, 이 시험은 기름의 스트림을 합체하고 부가하는 성능을 시험하도록 설계되었다. 이 젖은 견본은 천연 고무 유액 농축물과 N351형 카본 블랙으로 제작되었다. 마스터배치는 대략 20 중량 퍼센트의 습기 레벨을 갖는 연속 혼합기로 공급되었다.
Figure 112001026481871-pct00002
시험 #2 데이터
이 시험은 연속 혼합기(FCM)의 건조 성능을 시험하기 위해 실행되었다. 또한, 이 시험은 기름의 스트림을 합체하고 부가하는 성능을 시험하도록 설계되었다. 이 젖은 견본은 천연 고무 필드 유액과 N220형 카본 블랙으로 제작되었다. 마스터배치는 대략 25 중량 퍼센트의 습기 레벨을 갖는 연속 혼합기로 공급되었다.
Figure 112001026481871-pct00003
시험 #3 데이터
이 시험은 연속 혼합기(FCM)의 건조 성능을 시험하기 위해 실행되었다. 또한, 개방 밀(OM)이 이 시험에 합체되었다. 또한, 이 시험은 기름, 스테아르산(SA) 및 산화방지제(산포플렉스 6PPD)의 스트림을 합체하고 부가하는 성능을 시험하도록 설계되었다. 이 젖은 견본은 천연 고무 필드 유액과 캐벗(cabot) 실험 카본 블랙(A)으로 제작되었다. 마스터배치는 대략 22 중량 퍼센트의 습기 레벨을 갖는 연속 혼합기로 공급되었다.
Figure 112001026481871-pct00004
시험 #4 데이터
이 시험은 연속 혼합기(FCM)의 건조 성능을 시험하기 위해 실행되었다. 또한, 개방 밀(OM)이 이 시험에 합체되었다. 또한, 이 시험은 기름, 스테아르산(SA) 및 산화방지제(산포플렉스 6PPD)의 스트림을 합체하고 부가하는 성능을 시험하도록 설계되었다. 이 젖은 견본은 천연 고무 필드 유액과 N220형 카본 블랙으로 제작되었다. 마스터배치는 대략 25 중량 퍼센트의 습기 레벨을 갖는 연속 혼합기로 공급되었다.
Figure 112001026481871-pct00005
시험 #5 데이터
이 실험은 연속 혼합물(FCM)의 건조 용량을 테스트하도록 행해졌다. 이 개 방형 밀(OM)은 이 실험에 또한 병합되었다. 이러한 습윤 샘플은 천연 고무 필드 파텍스 및 N234 형 카본 블랙으로부터 만들어 졌다. 이러한 마스터배치(masterbatch)는 대략 24 중량 퍼센트의 습윤 레벨을 갖는 연속 혼합물 내로 공급되었다.
Figure 112001026481871-pct00006
시험 #6 데이터
이 실험은 연속 혼합물(FCM)의 건조 용량을 테스트하도록 행해졌다. 이 개방형 밀(OM)은 이 실험에 또한 병합되었다. 이 실험은 또한 오일의 흐름, 스테아르 산(SA), 산화 아연(ZnO), 실리카 및 산화방지(산토플렉스 6PPD)를 추가하고 병합하는 용량을 테스트하도록 또한 고안되었다. 부타디엔 고무를 추가하는 가능성은 또한 이 실험을 하는 동안 FA4 샘플로 조사되었다. 이러한 습윤 샘플은 천연 고무 필드 라텍스 및 N220 형 카본 블랙으로부터 만들어졌다. 이러한 마스터배치는 대략 20 중량 퍼센트의 습윤 레벨을 갖는 연속 혼합물 내로 공급되었다.
Figure 112001026481871-pct00007
실험 #7 데이터
이 실험은 연속 혼합물(FCM)의 건조 용량을 테스트하도록 행해졌다. 이 개방형 밀(OM)은 이 실험에 또한 병합되었다. 이 실험은 또한 오일의 흐름, 스테아르 산(SA), 산화 아연(ZnO), 실리카 및 산화방지(산토플렉스 6PPD)를 추가하고 병합하는 용량을 테스트하도록 또한 고안되었다. 이러한 습윤 샘플은 천연 고무 필드 라텍스 및 N220 형 카본 블랙으로부터 만들어졌다. 이러한 마스터배치는 대략 24 중량 퍼센트의 습윤 레벨을 갖는 연속 혼합물 내로 공급되었다.
Figure 112001026481871-pct00008
이전의 개시 내용의 견지에서, 다양한 추가,변경 등이 본 발명의 기술 사상 및 범위 내에서 만들어 질 수 있다는 것은 본 기술분야에 숙련된 기술자에게 명백할 것이다. 그러한 모든 추가 및 변경은 다음의 청구 범위에 의해 다루어질 것이다.

Claims (14)

  1. 입자 충진제 및 탄성체를 포함하는 응고된 마스터배치를 처리하는 방법이며,
    신장된 처리 챔버 내에 축방향으로 배치된 다중 로터를 갖는 연속 혼합기의 공급 포트로 마스터배치를 공급하는 단계와,
    제어된 로터의 작동에 의하여 연속 혼합기의 처리 챔버를 통해 마스터배치를 처리하는 단계와,
    연속 혼합기의 배출 오리피스로부터 마스터배치를 배출하는 단계를 포함하는 응고된 마스터배치 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 연속 혼합기의 배출 오리피스로부터 개방형 분쇄기를 통해 마스터배치를 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 응고된 마스터배치 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 개방형 분쇄기로부터 워터 스프레이를 갖는 냉각 시스템을 통해 마스터배치를 통과시키는 단계와, 냉각 시스템으로부터 입자제조기를 통해 마스터배치를 통과시키는 단계와, 입자제조기로부터 묶음기를 통해 마스터배치를 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 응고된 마스터배치 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 연속 혼합기 내에서 마스터배치 내로 추가 재료를 혼합시키는 단계를 추가로 포함하는 응고된 마스터배치 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 추가 재료는 추가 충진제, 추가 탄성체, 제2 마스터배치, 오일 및 다른 추가제로부터 선택되는 응고된 마스터배치 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서, 마스터배치를 처리하는 단계는 마스터배치를 건조시키는 단계를 포함하는 응고된 마스터배치 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 복합 탄성체를 제조하는 연속 유동 방법이며,
    혼합 구역으로부터 배출 단부로 연장되는 신장된 응고 구역을 형성하는 응고 반응기의 혼합 구역으로 탄성체 라텍스를 포함하며 연속적으로 유동하는 제1 유체를 공급하는 단계와,
    탄성체 라텍스를 응고시키는 입자 충진제를 포함하며 배출 단부로 연속 유동함으로써 통과하는 탄성체 라텍스 혼합물을 형성하도록 연속적으로 유동하는 제2 유체를 가압 하에서 응고 반응기의 혼합 구역으로 공급하는 단계와,
    응고 반응기의 배출 단부로부터 연속적으로 유동하는 복합 탄성체를 배출하는 단계와,
    연속적으로 유동하는 복합 탄성체를 신장된 처리 챔버 내에서 축방향으로 배치되고 다중 평행 로터를 갖는 연속 혼합기의 공급 포트로 공급하는 단계와,
    복합 탄성체를 제어된 로터의 작동에 의해 연속 혼합기의 처리 챔버를 통해 처리하는 단계와,
    복합 탄성체를 연속 혼합기의 배출 오리피스로부터 배출하는 단계를 포함하고,
    혼합 구역 내에서의 제1 유체와 제2 유체의 혼합은 배출 단부 이전에 입자 충진제와 함께 탄성체 라텍스를 응고시키는 연속 유동 방법.
  9. 제8항에 있어서, 연속 혼합기의 배출 오리피스로부터 개방형 분쇄기를 통해 복합 탄성체를 처리하는 단계를 추가로 포함하는 연속 유동 방법.
  10. 제9항에 있어서, 개방형 분쇄기로부터 워터 스프레이를 갖는 냉각 시스템을 통해 마스터배치를 통과시키는 단계와, 냉각 시스템으로부터 입자제조기를 통해 마스터배치를 통과시키는 단계와, 마스터배치를 입자제조기로부터 묶음기를 통해 마스터배치를 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 연속 유동 방법.
  11. 탄성체 내에 확산되어 있는 입자 충진제의 복합 탄성체를 제조하는 장치이며,
    혼합 구역 및 혼합 구역으로부터 배출 단부로 연장되는 신장된 응고 구역을 형성하는 응고 반응기와,
    탄성체 라텍스 유체를 혼합 구역으로 연속적으로 공급하기 위한 라텍스 공급 수단과,
    혼합 구역으로부터 응고 구역의 배출 단부로 이동하는 탄성체 라텍스 유체와의 혼합물을 형성하도록 혼합 구역 내로 연속 제트로서 입자 충진제 유체를 공급하는 충진제 공급 수단과,
    탄성체 라텍스와 입자 충진제의 응고된 혼합물을 수용하기 위해 응고 구역의 배출 단부에 작동식으로 연결되어 있는 공급 포트, 배출 오리피스, 신장된 처리 챔버 및 처리 챔버 내에 축방향으로 배치된 복수의 로터를 갖는 연속 혼합기를 포함하고,
    혼합 구역과 배출 단부 사이의 거리는 배출 단부 이전에 탄성체 라텍스를 응고시키기에 충분한 복합 탄성체 제조 장치.
  12. 제11항에 있어서, 연속적으로 유동하는 복합 탄성체를 응고 구역의 배출 단부로부터 연속 혼합기의 공급 포트로 이송하기 위한 이송 수단을 추가로 포함하는 복합 탄성체 제조 장치.
  13. 제11항에 있어서, 이송장치에 의해 연속 혼합기의 배출 오리피스에 연결된 개방형 분쇄기와, 이송장치에 의해 개방형 분쇄기에 연결되며 워터 스프레이를 갖는 냉각 시스템과, 이송장치에 의해 냉각 시스템에 연결된 입자제조기와, 이송장치에 의해 입자제조기에 연결된 묶음기를 추가로 포함하는 복합 탄성체 제조 장치.
  14. 삭제
KR1020017013215A 1999-04-16 2000-04-13 신규한 탄성체 합성물을 생산 및 처리하는 방법 및 장치 KR100736311B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12979199P 1999-04-16 1999-04-16
US60/129,791 1999-04-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010113805A KR20010113805A (ko) 2001-12-28
KR100736311B1 true KR100736311B1 (ko) 2007-07-06

Family

ID=22441622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017013215A KR100736311B1 (ko) 1999-04-16 2000-04-13 신규한 탄성체 합성물을 생산 및 처리하는 방법 및 장치

Country Status (18)

Country Link
US (4) US6372822B1 (ko)
EP (2) EP1595670B1 (ko)
JP (3) JP5075305B2 (ko)
KR (1) KR100736311B1 (ko)
CN (1) CN1317115C (ko)
AR (1) AR022043A1 (ko)
AT (2) ATE511969T1 (ko)
AU (1) AU4346100A (ko)
BR (1) BR0009801B1 (ko)
DE (1) DE60021547T2 (ko)
ES (2) ES2367644T3 (ko)
MY (1) MY126033A (ko)
OA (1) OA11863A (ko)
PL (1) PL193664B1 (ko)
PT (1) PT1595670E (ko)
TW (1) TW533124B (ko)
WO (1) WO2000062990A1 (ko)
ZA (1) ZA200001883B (ko)

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW360585B (en) * 1996-04-01 1999-06-11 Cabot Corp Elastomeric compositions and methods and apparatus for producing same
ATE511969T1 (de) * 1999-04-16 2011-06-15 Cabot Corp Verfahren zur herstellung und behandlung von neuen elastomeren verbundwerkstoffen und elastomere verbundwerkstoffe
US7341142B2 (en) * 2001-11-09 2008-03-11 Cabot Corporation Elastomer composite materials in low density forms and methods
US6908961B2 (en) * 2001-12-07 2005-06-21 Cabot Corporation Elastomer composites, elastomer blends and methods
WO2003051596A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-26 Pirelli Pneumatici S.P.A Process and apparatus for continuously producing an elastomeric composition
WO2003091326A1 (fr) * 2002-04-23 2003-11-06 Bridgestone Corporation Compositions d'elastomere comprenant des coagulats a base de caoutchouc et procede de production des coagulats
US7033067B2 (en) * 2002-12-30 2006-04-25 The Goodyear Tire & Rubber Company Cascading orifice mixer
JP4909517B2 (ja) * 2005-02-03 2012-04-04 株式会社ブリヂストン タイヤ用ゴム組成物
EP1908574A1 (en) * 2006-10-05 2008-04-09 Novameer B.V. Method for producing self-reinforced polymeric three-dimensional products
SA07280606B1 (ar) * 2006-11-07 2012-05-16 كابوت كوربوريشن أسود كربون يحتوي على مقادير منخفضة من هيدروكربونات متعددة الحلقات العطرية (pah) وطرق لصنعه
MX2010002183A (es) 2007-08-30 2010-05-19 Cabot Corp Un compuesto elastomérico y metodos para producirlo.
JP5060899B2 (ja) * 2007-10-01 2012-10-31 東洋ゴム工業株式会社 ゴム−充填剤複合体の製造方法
CN104086824B (zh) * 2008-02-08 2016-03-02 卡伯特公司 弹性体复合材料及其制造方法
IN2012DN02286A (ko) 2009-09-17 2015-08-21 Michelin & Cie
US20120172517A1 (en) * 2009-09-17 2012-07-05 Xuan Zhang Elastomer composite blends, method and apparatus for producing same
WO2012031183A2 (en) 2010-09-03 2012-03-08 Cabot Corporation Modified fillers and elastomeric composites comprising same
WO2012037244A1 (en) 2010-09-15 2012-03-22 Cabot Corporation Elastomer composite with silica-containing filler and methods to produce same
US8829102B2 (en) 2010-10-27 2014-09-09 Cabot Corporation High loading carbon black masterbatch for pressure pipe applications
US8574338B2 (en) * 2010-11-17 2013-11-05 E I Du Pont De Nemours And Company Reactor and continuous process for producing silver powders
EP3705538B1 (en) 2010-12-14 2021-04-28 Cabot Corporation Filler-polymer compositions comprising silicone polymer and a two-phase filler having a silica phase and a carbon phase
FR2969164B1 (fr) 2010-12-17 2014-04-11 Michelin Soc Tech Composition elastomerique presentant une tres bonne dispersion de la charge dans la matrice elastomerique
FR2969163B1 (fr) * 2010-12-17 2012-12-28 Michelin Soc Tech Composition elastomerique presentant une bonne dispersion de la charge dans la matrice elastomerique
FR2969165B1 (fr) * 2010-12-21 2014-06-06 Michelin Soc Tech Composition a base de caoutchouc naturel et de noir de carbone comprenant un hydrazide, un hydrazone ou une poly-amine
FR2969624B1 (fr) * 2010-12-23 2013-02-08 Michelin Soc Tech Procede de preparation d'un melange-maitre en phase liquide
FR2969623B1 (fr) * 2010-12-23 2013-02-08 Michelin Soc Tech Procede de preparation d'un melange-maitre en phase liquide
FR2974093B1 (fr) * 2011-04-15 2015-05-08 Michelin Soc Tech Procede de preparation d'un melange maitre d'elastomere et d'une charge inorganique renforcante
FR2981937B1 (fr) 2011-10-28 2013-11-08 Michelin Soc Tech Composition elastomerique presentant une tres bonne dispersion de la charge dans la matrice elastomerique
JP2015507035A (ja) 2011-12-12 2015-03-05 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン エラストマーマトリックスに対するフィラーの極めて良好な分散性を持つエラストマー組成物
US9175150B2 (en) 2012-03-02 2015-11-03 Cabot Corporation Modified carbon blacks having low PAH amounts and elastomers containing the same
PL2819854T3 (pl) 2012-03-02 2020-11-02 Cabot Corporation Kompozyty elastomerowe zawierające zmodyfikowane wypełniacze i elastomery sfunkcjonalizowane
CA2998264A1 (en) * 2013-01-14 2014-07-17 Cabot Corporation Method and apparatus for processing elastomer composite
US9475057B2 (en) 2013-01-24 2016-10-25 Cabot Corporation Liner elements with improved wear-life for grinding operations
KR101772783B1 (ko) 2013-03-13 2017-08-29 캐보트 코포레이션 조합된 낮은 유전 상수, 높은 비저항, 및 광학 밀도 특성, 및 제어된 전기 비저항을 갖는 충전제-중합체 조성물을 갖는 코팅, 및 그로 제조된 장치, 및 그의 제조 방법
CN106939091B (zh) 2013-05-20 2022-03-22 卡博特公司 弹性体复合物、共混物及其制备方法
CN103600435B (zh) * 2013-08-05 2016-04-27 怡维怡橡胶研究院有限公司 橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶
JP6545481B2 (ja) * 2015-02-27 2019-07-17 株式会社ブリヂストン ウェットマスターバッチの製造方法及びその方法により製造されたウェットマスターバッチ
BR112017023407B1 (pt) 2015-04-30 2023-02-07 Cabot Corporation Processo para a preparação de partículas revestidas de carbono, as referidas partículas, composição de borracha ou artigo de borracha compreendendo as mesmas e equipamento para a preparação das referidas partículas
FR3036115B1 (fr) 2015-05-11 2017-05-19 Michelin & Cie Composition de caoutchouc
FR3038899B1 (fr) 2015-07-15 2022-05-20 Cabot Corp Procedes de fabrication d'un composite elastomere renforce avec de la silice et des produits en contenant
IT201600073198A1 (it) 2015-07-15 2018-01-13 Cabot Corp Procedimenti di produzione di un composito di elastomero rinforzato con silice e nerofumo e prodotti che lo contengono.
CN108026288B (zh) * 2015-07-31 2021-03-26 米其林集团总公司 用于生产液相的橡胶混合物的方法和设备
FR3039553A1 (fr) * 2015-07-31 2017-02-03 Michelin & Cie Procede et dispositif pour la preparation de melange caoutchouteux en phase liquide
JP6820180B2 (ja) * 2016-10-14 2021-01-27 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 リトレッド用トレッドゴムの製造方法および更生タイヤの製造方法
JP6821382B2 (ja) * 2016-10-14 2021-01-27 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 タイヤ部材の製造方法
JP6820181B2 (ja) * 2016-10-14 2021-01-27 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 タイヤ部材の製造方法およびタイヤの製造方法
IT201600130904A1 (it) 2016-12-23 2018-06-23 Pirelli Composizioni elastomeriche comprendenti fibre di silicati a morfologia aghiforme di dimensioni nanometriche e pneumatici per veicoli che le comprendono.
FR3066946B1 (fr) * 2017-05-30 2022-12-16 Michelin & Cie Melange continu en phase liquide pour la production de composites destines a une utilisation dans des produits elastomeriques
FR3066947B1 (fr) * 2017-05-30 2020-12-11 Michelin & Cie Malaxage d'un composite elastomerique par melange continu en phase liquide
KR102479717B1 (ko) 2017-11-10 2022-12-22 캐보트 코포레이션 엘라스토머 컴파운드의 제조 방법 및 엘라스토머 컴파운드
CN111372791B (zh) 2017-11-29 2022-06-24 倍耐力轮胎股份公司 含纳米尺寸的具有针状形貌的硅酸盐纤维的微珠，其制备，相关弹性体组合物和车辆用轮胎
CN112351871A (zh) * 2018-06-29 2021-02-09 米其林集团总公司 用于生产弹性体组合物的混合方法和系统
KR102574107B1 (ko) * 2018-12-18 2023-09-04 오씨아이 주식회사 엘라스토머 복합체 제조 장치
EP3946868A4 (en) * 2019-03-29 2022-11-09 Dow Global Technologies LLC PELLETS WITH ADDITIVES
FR3099164B1 (fr) 2019-07-26 2021-06-25 Michelin & Cie Composition de caoutchouc.
JP2023524646A (ja) 2020-04-20 2023-06-13 ビヨンド ロータス リミテッド ライアビリティ カンパニー カーボンナノ構造フィラーを含むエラストマー組成物
WO2022066105A1 (en) * 2020-09-28 2022-03-31 National Science And Technology Development Agency Machine for preparing rubber masterbatch from rubber latex and fillers and a process thereof
CN116635454A (zh) 2020-12-09 2023-08-22 超越莲花有限责任公司 制备具有弹性体和填料的配混物的方法
DE112022003602T5 (de) 2021-07-20 2024-05-02 Beyond Lotus Llc Gelagerte Elastomer-Verbundstoffe
KR20240066284A (ko) 2021-09-30 2024-05-14 캐보트 코포레이션 저-수율 공급원료로부터 카본 블랙을 생산하는 방법 및 그로부터 생성된 생성물
NL2033169B1 (en) 2021-09-30 2023-06-26 Cabot Corp Methods of producing carbon blacks from low-yielding feedstocks and products made from same
CN113843912B (zh) * 2021-10-13 2024-03-26 潍坊学院 一种母粒自动配料混匀装置
WO2023122582A2 (en) 2021-12-21 2023-06-29 Beyond Lotus Llc Method of enhancing carbon product performance in elastomers
WO2023147235A1 (en) 2022-01-28 2023-08-03 Cabot Corporation Methods of producing carbon blacks from low-yielding feedstocks and products made from same utilizing plasma or electrically heated processes
WO2023230251A1 (en) 2022-05-27 2023-11-30 Cabot Corporation Aerogel composition for thermal insulation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4299952A (en) * 1980-03-24 1981-11-10 The Dow Chemical Company Method for recovering synthetic resinous latex solids
US4542992A (en) * 1984-10-17 1985-09-24 Usm Corporation Continuous mixer

Family Cites Families (87)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US276995A (en) * 1883-05-08 Hand-planter cut-off
US1611278A (en) 1922-09-26 1926-12-21 Kelly Springfield Tire Company Rubber-latex coagulum
US1876820A (en) * 1928-02-27 1932-09-13 Charles V Zoul Method of obtaining oil and other products from olives
US1846820A (en) 1930-09-15 1932-02-23 Du Pont Process and product for coloring rubber
DE909255C (de) 1951-06-08 1954-04-15 Phoenix Gummiwerke Ag Verfahren zur Herstellung von Kautschuk-Russ-Mischungen
GB705334A (en) 1951-09-28 1954-03-10 Kulmbacher Spinnerei Improvements in flat cards
GB705344A (en) 1952-03-12 1954-03-10 Columbian Carbon Improvements in method of compounding carbon black and rubber latex
US2769795A (en) 1956-02-01 1956-11-06 Columbian Carbon Method of compounding carbon black and rubber
US3048559A (en) 1958-12-10 1962-08-07 Columbian Carbon Method of compounding carbon black and rubber
NL263648A (ko) 1960-04-15
US3294720A (en) 1962-12-26 1966-12-27 Gen Tire & Rubber Co Masticating and heating of mixtures comprising wet rubber crumb, carbon black and softener
US3335200A (en) 1963-12-04 1967-08-08 Phillips Petroleum Co Apparatus and process for the coagulation of rubber latex and carbon black
US3403121A (en) 1964-07-17 1968-09-24 Columbian Carbon Method for compounding rubbers with carbon black
FR1503623A (fr) 1965-09-09 1967-12-01 Inst Ciezkiej Syntezy Orga Procédé et appareil permettant de séparer des substances à poids moléculaire élevé
US3494740A (en) 1968-07-01 1970-02-10 Phillips Petroleum Co Production of carbon black
CH505678A (de) * 1968-12-10 1971-04-15 Henrik Dipl Ing Nielaender Vorrichtung zum Mischen und Plastifizieren von Kunststoffen, Kautschuk und gegebenenfalls anderen Materialien unter Einwirkung von regelbaren Druck-, Friktions- und Scherkräften
CH515738A (de) * 1969-05-23 1971-11-30 Henrik Dipl Ing Nielaender Misch- und Plastifiziervorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb derselben
US3767605A (en) 1969-08-13 1973-10-23 Copolymer Rubber & Chem Corp Method for preparation of rubber crumb
GB1421011A (en) 1972-10-24 1976-01-14 Ashland Oil Inc Master-batched solid rubber blends and methods of making same
ZA74371B (en) 1973-02-15 1974-11-27 Goodyear Tire & Rubber Method of coagulating latices
CH581493A5 (en) 1974-06-24 1976-11-15 Escher Wyss Ag Static mixer for in line mixing - having sudden expansion with secondary fluid injection just prior to it
CA1059696A (en) 1975-03-20 1979-07-31 Polysar Limited Latex coagulation process
US4146508A (en) * 1975-05-29 1979-03-27 U.S. Rubber Reclaiming Co., Inc. Process of reclaiming rubber and refining reclaimed rubber
US4124550A (en) 1975-06-20 1978-11-07 Nippon Oil Co., Ltd. Clay pigeon
US4029633A (en) 1976-04-14 1977-06-14 Cabot Corporation Carbon black-rubber masterbatch production
US4064093A (en) 1976-09-22 1977-12-20 Monsanto Company Process for preparing grafted rubber latices free of coagulum
US4103074A (en) 1976-11-15 1978-07-25 International Basic Economy Corporation Process for coagulating polymer latices using screw-type extruder
US4213957A (en) 1978-12-11 1980-07-22 Phillips Petroleum Company Carbon black production
CA1124921A (en) 1979-07-19 1982-06-01 Klaas Tebbens Particulate rubber process
CA1145897A (en) 1979-07-19 1983-05-03 Nur Gurak Latex coagulation
CA1145896A (en) 1979-07-19 1983-05-03 Klaas Tebbens Coagulation of latex
JPS5931369B2 (ja) 1980-02-16 1984-08-01 株式会社神戸製鋼所 密閉型混練捏和装置のロ−タ
JPS5753340A (en) 1980-09-18 1982-03-30 Bridgestone Corp Method of reclaiming tire
CA1155268A (en) 1980-10-31 1983-10-18 Polysar Limited Polymer - carbon black mixing
JPS57146639A (en) 1981-03-05 1982-09-10 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Method and apparatus for continuously coagulating rubber polymer latex
US4370308A (en) 1981-05-15 1983-01-25 Cabot Corporation Production of carbon black
US4552725A (en) 1981-06-05 1985-11-12 Mobil Oil Corporation Apparatus for co-processing of oil and coal
US4375497A (en) 1981-08-27 1983-03-01 The Goodyear Tire & Rubber Company Free flowing SBR black masterbatch powder
JPS6054974B2 (ja) * 1982-04-22 1985-12-03 電気化学工業株式会社 ゴムカ−ボンマスタ−バツチの製造方法
JPS58189026A (ja) * 1982-04-28 1983-11-04 Kobe Steel Ltd 連続二軸混練機用脱気装置
CA1241797A (en) 1983-03-22 1988-09-06 Teruhiko Sugimori Method for coagulation of polymer latices and extruder therefor
JPS59214631A (ja) * 1983-05-20 1984-12-04 Japan Steel Works Ltd:The 二軸押出機
JPS6015110A (ja) * 1983-07-08 1985-01-25 Kobe Steel Ltd ゴム用２軸連続混練機
GB2196547B (en) * 1984-08-14 1988-10-19 Philip Kenneth Freakley Mixing polymers such as rubber
US4643890A (en) 1984-09-05 1987-02-17 J. M. Huber Corporation Perforated reactor tube for a fluid wall reactor and method of forming a fluid wall
US5009849A (en) 1984-12-14 1991-04-23 Monsanto Company Apparatus for carrying out catalyzed chemical reactions and for studying catalysis
JPS6244409A (ja) 1985-08-22 1987-02-26 Kobe Steel Ltd 密閉型混練機
DE3628120A1 (de) * 1986-08-19 1988-02-25 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur herstellung von rieselfaehigen, mit kieselsaeure gefuellten kautschukpulvern
JPS6356407A (ja) * 1986-08-27 1988-03-11 Bridgestone Corp ゴムの混練方法
JPH0730269B2 (ja) 1986-09-04 1995-04-05 大日精化工業株式会社 粉体塗料用カ−ボンブラツクの表面処理方法
DE3863651D1 (de) 1987-02-13 1991-08-22 Tokai Carbon Kk Magnetischer russ, verfahren zu seiner herstellung und modifizierung von magnetischem russ.
EP0287138B1 (en) 1987-03-26 1991-08-28 Akzo N.V. Non-dusting, electrically conductive carbon black, a process for the preparation thereof and synthetic compositions containing this carbon black
DE3712798A1 (de) 1987-04-15 1988-11-03 Bayer Ag Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen gewinnen von organischen polymerisaten aus ihren loesungen oder emulsionen
IN170251B (ko) 1987-04-16 1992-03-07 Luminis Pty Ltd
JPH0762409B2 (ja) 1987-12-26 1995-07-05 日本鋼管株式会社 クーロン摩擦を利用した免震装置
JPH01177447A (ja) 1987-12-27 1989-07-13 Toyoda Gosei Co Ltd ダイヤフラム
US5264290A (en) 1988-01-29 1993-11-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Rubber compound for tracked vehicle track pads
JP2888487B2 (ja) 1988-05-24 1999-05-10 三菱化学株式会社 カーボンブラックの製造方法
FR2632873B1 (fr) 1988-06-16 1990-09-28 Michelin & Cie Melangeur interne a rotors perfectionnes
US5498327A (en) 1989-07-19 1996-03-12 Stangeland; Bruce E. Catalyst, method and apparatus for an on-stream particle replacement system for countercurrent contact of a gas and liquid feed stream with a packed bed
US5472928A (en) 1989-07-19 1995-12-05 Scheuerman; Georgieanna L. Catalyst, method and apparatus for an on-stream particle replacement system for countercurrent contact of a gas and liquid feed stream with a packed bed
AU625002B2 (en) * 1989-10-18 1992-06-25 Mitsubishi Rayon Company Limited Production process of particulate polymer
JPH03223303A (ja) * 1989-10-18 1991-10-02 Mitsubishi Rayon Co Ltd 粉粒状重合体の製造方法
US5205972A (en) 1989-10-31 1993-04-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for incorporating organic fibrous fillers in elastomers
DE4014850C2 (de) 1990-05-09 1994-11-17 Continental Ag Schwerentflammbarer Untertagefördergurt aus elastomerem Werkstoff
FR2673187B1 (fr) 1991-02-25 1994-07-01 Michelin & Cie Composition de caoutchouc et enveloppes de pneumatiques a base de ladite composition.
EP0570715B1 (en) 1992-05-22 1996-06-12 Bridgestone Corporation Pneumatic tires having reduced rolling resistance
EP0600195B1 (en) 1992-10-23 2001-04-11 Bridgestone Corporation Rubber composition
JP3810098B2 (ja) 1993-01-29 2006-08-16 株式会社ブリヂストン ゴム組成物
DE4308488A1 (de) 1993-03-17 1994-09-22 Mmm Sa Ruß-/Kautschukzusammensetzung
CA2105334C (en) 1993-04-02 2004-03-30 Jean Bergh Tire with silica reinforced tread
CA2104537A1 (en) 1993-06-18 1994-12-19 Paul Harry Sandstrom Silica reinforced rubber composition
US5599868A (en) * 1994-04-19 1997-02-04 Bridgestone Corporation Process for compounding filler materials and polymers and products therefrom
JP3208009B2 (ja) 1994-06-17 2001-09-10 本田技研工業株式会社 再生ジョイントシートの製造方法および再生ジョイントシート
KR0174047B1 (ko) 1994-10-04 1999-02-18 전성원 액체봉입식 엔진 마운트
IL154538A (en) 1994-12-15 2009-12-24 Cabot Corp The reaction of carbon black with diazonium salts, the resulting carbon black products
JP3095656B2 (ja) 1995-03-01 2000-10-10 三菱重工業株式会社 密閉式ゴム混練機
CN1128837C (zh) 1995-05-22 2003-11-26 卡伯特公司 掺有硅处理炭黑的弹体配混料
CA2168700A1 (en) 1995-09-13 1997-03-14 Richard Robinson Smith Heterogeneous silica carbon black-filled rubber compound
ES2317651T3 (es) * 1996-04-01 2009-04-16 Cabot Corporation Nuevos compuestos elastomericos, metodos y aparatos.
TW360585B (en) * 1996-04-01 1999-06-11 Cabot Corp Elastomeric compositions and methods and apparatus for producing same
US6075084A (en) * 1996-04-01 2000-06-13 Cabot Corporation Elastomer composite blends and methods - II
IT1283030B1 (it) 1996-05-17 1998-04-03 Pomini Spa Procedimento per la mescolazione in continuo di materiali polimerici e relativa macchina a rotori parzialmente tangenziali e compenetranti.
JP3471572B2 (ja) * 1997-07-11 2003-12-02 株式会社神戸製鋼所 二軸混練押出機
KR100617997B1 (ko) * 1997-09-30 2006-09-05 캐보트 코포레이션 엘라스토머 복합재 블렌드 및 그들의 제조 방법
US6520218B1 (en) * 1998-09-03 2003-02-18 Advanced Technology Materials, Inc. Container chemical guard
ATE511969T1 (de) * 1999-04-16 2011-06-15 Cabot Corp Verfahren zur herstellung und behandlung von neuen elastomeren verbundwerkstoffen und elastomere verbundwerkstoffe

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4299952A (en) * 1980-03-24 1981-11-10 The Dow Chemical Company Method for recovering synthetic resinous latex solids
US4542992A (en) * 1984-10-17 1985-09-24 Usm Corporation Continuous mixer

Also Published As

Publication number Publication date
ATE300406T1 (de) 2005-08-15
MY126033A (en) 2006-09-29
US7582689B2 (en) 2009-09-01
EP1595670B1 (en) 2011-06-08
WO2000062990A8 (en) 2000-12-21
JP5548740B2 (ja) 2014-07-16
ZA200001883B (en) 2000-10-31
US20020086917A1 (en) 2002-07-04
JP2012210822A (ja) 2012-11-01
PT1595670E (pt) 2011-07-07
BR0009801A (pt) 2002-06-04
US20060079608A1 (en) 2006-04-13
TW533124B (en) 2003-05-21
EP1171271B1 (en) 2005-07-27
PL193664B1 (pl) 2007-03-30
EP1595670A3 (en) 2005-12-21
AU4346100A (en) 2000-11-02
CN1317115C (zh) 2007-05-23
US6929783B2 (en) 2005-08-16
US6372822B1 (en) 2002-04-16
JP2012111236A (ja) 2012-06-14
CN1352592A (zh) 2002-06-05
WO2000062990A1 (en) 2000-10-26
EP1595670A2 (en) 2005-11-16
JP2002542066A (ja) 2002-12-10
JP5642059B2 (ja) 2014-12-17
USRE42099E1 (en) 2011-02-01
ATE511969T1 (de) 2011-06-15
DE60021547T2 (de) 2006-05-18
KR20010113805A (ko) 2001-12-28
PL351964A1 (en) 2003-07-14
ES2367644T3 (es) 2011-11-07
ES2246847T3 (es) 2006-03-01
AR022043A1 (es) 2002-09-04
DE60021547D1 (de) 2005-09-01
OA11863A (en) 2006-03-02
JP5075305B2 (ja) 2012-11-21
BR0009801B1 (pt) 2011-01-25
EP1171271A1 (en) 2002-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100736311B1 (ko) 신규한 탄성체 합성물을 생산 및 처리하는 방법 및 장치
US7582688B2 (en) Elastomer composites, method and apparatus
JP4234200B2 (ja) 新規なエラストマー複合体及びその製造方法
US7105595B2 (en) Elastomer composite blends and methods-II
KR100617997B1 (ko) 엘라스토머 복합재 블렌드 및 그들의 제조 방법
US6075084A (en) Elastomer composite blends and methods - II
KR100477497B1 (ko) 신규의엘라스토머복합체,그의제조방법및제조장치
MXPA00003102A (en) Elastomer composite blends and methods for producing them

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140529

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160330

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170330

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190327

Year of fee payment: 13